quartiq/stabilizer

Firmware and software for the Sinara Stabilizer module with high speed, low latency ADC/DAC data processing and powerful

Stabilizer 是一个面向量子物理实验和精密测量领域的开源固件项目，由 QUARTIQ 团队开发维护。它的核心目标是为 Sinara 系列硬件平台（特别是 Stabilizer 和 Pounder 板卡）提供高性能、低延迟的实时控制与数据采集能力。在量子计算、离子阱、冷原子等前沿实验中，研究人员需要以纳秒级精度同步控制多个模拟和数字通道，同时实时处理反馈信号，传统通用微控制器或 FPGA 开发往往面临开发周期长、灵活性不足的挑战。Stabilizer 正是为解决这一痛点而生：它基于 STM32H7 系列高性能微控制器，结合 FPGA 协处理架构，实现了多通道 ADC/DAC 的同步采样与输出，并通过嵌入式实时固件提供可编程的 PID 控制器、波形发生器和触发逻辑。项目采用 Rust 语言编写固件，利用其内存安全和零成本抽象特性，在保证实时性的同时大幅降低了系统崩溃或数据竞争的风险。技术栈上，它深度依赖 RTIC（实时中断驱动并发）框架来管理中断优先级和任务调度，并通过 USB、以太网或 SFP 光纤接口与上位机通信。用户可以通过 JSON 配置文件或 Python 客户端库灵活调整参数，无需重新编译固件。目前，Stabilizer 已广泛应用于量子比特操控、激光稳频、腔体反馈控制等场景，其开源硬件设计（原理图、PCB 在 GitHub 上公开）和模块化固件架构，使得研究团队能够快速定制实验系统，从单通道锁相环到多通道量子态测量都能高效部署。