1. 行业痛点：从“台式”到“手持”的控制难题

将复杂的流体控制系统集成到便携设备中，面临三大技术瓶颈：

1. 流量脉动：微泵（如压电泵）需要特定频率和占空比的方波驱动。如果控制器的 PWM 信号不稳定，会导致流体输出脉动大，影响微液滴的生成稳定性。
2. 多通道协同：一个微流控芯片可能包含数十个微阀。不仅需要 IO 口数量多，还要求阀门开关与泵的动作严格同步（微秒级）。
3. 算力冗余：除了控制，主控还需要处理显微图像分析（检测液滴包裹情况）和用户交互，单片机算力捉襟见肘。

2. 核心选型：SAIL-RK3568 —— 实时与算力的双重保障

根据电鱼智能产品手册，SAIL-RK3568（基于 EFISH-CORE-RK3568）凭借其独特的实时性能和接口配置，成为微流控主控的理想选择：

• 工业级实时响应：手册明确指出该平台具备 “工业级实时解决方案，20微秒以下中断抖动延迟” 。这是实现无脉动流体输送的核心保障，确保 PWM 波形和 GPIO 翻转的绝对精准。
• 丰富的控制接口：
  • PWM 资源：核心板支持 3 路 PWM （载板可通过 GPIO 模拟更多或扩展芯片），可直接驱动压电陶瓷片振动。
  • GPIO 阵列：载板引出 14 个 GPIO ，核心板最多支持 220 个 GPIO 。足以直接控制复杂的微阀阵列矩阵。
• 异构计算能力：搭载 四核 Cortex-A55 @ 2.0GHz 。既能运行实时控制算法，又能运行 Android/Qt 界面，处理传感器反馈。

3. 技术架构：微流体驱动与反馈系统

3.1 驱动层：多种微泵的精准控制

不同类型的微泵需要不同的驱动策略，SAIL-RK3568 均可胜任：

• 压电微泵 (Piezoelectric Micropump)：
  • 原理：利用压电陶瓷在高频电压下变形来挤压流体。
  • 实现：利用 RK3568 的 硬件 PWM 输出 10kHz~50kHz 的方波信号。通过调整 Duty Cycle (占空比) 精细调节流量（如从 10μL/min 到 5mL/min）。得益于 <20μs 的抖动指标，泵送过程极其平稳。
• 注射泵/蠕动泵 (Stepper Motor)：
  • 原理：步进电机驱动。
  • 实现：利用 GPIO 快速翻转输出脉冲控制步进驱动器。利用 Linux 的高精度定时器（Hrtimer）确保脉冲间隔均匀，防止电机丢步。

3.2 逻辑层：微阀阵列的时序控制

在液滴微流控或细胞分选场景中，微阀的开关速度决定了分选效率。

• 并行控制：通过直接操作寄存器或使用 libgpiod 库，实现对多路 GPIO 的同步拉高/拉低，控制电磁阀的通断。
• 微秒级同步：在实时内核（Preempt-RT）的支持下，可以确保“泵停止”与“阀关闭”这两个动作的时间差控制在微秒级别，防止试剂倒吸或交叉污染。

3.3 反馈层：闭环流速控制

• 流量传感器接入：利用板载的 3 路 ADC 接口  或 I2C/UART 接口，连接热式流量传感器。
• PID 算法：在 A55 核心上运行 PID 算法，根据传感器反馈实时调整 PWM 频率或占空比，消除管路阻力变化带来的流速波动。

4. 视觉与交互：显微成像集成

微流控系统通常需要显微镜观察。

• 微距成像：利用 MIPI CSI 接口  连接高倍微距摄像头，实时监控微通道内的液滴生成状态或细胞形态。
• 触控操作：利用 HDMI/MIPI DSI  连接触摸屏，供实验人员设置流速参数、查看压力曲线。

5. 工业级可靠性：实验室与便携场景

• 宽温稳定性：支持 -40°C 至 85°C 的工作温度 。即使在需要加热（如 PCR 扩增）的微流控芯片附近工作，主控板也不会因热噪声导致控制失准。
• 电磁兼容：针对微泵驱动电路可能产生的干扰，电鱼提供 EMC 抗干扰 定制服务 ，确保逻辑控制电路的纯净。

6. 总结

基于 电鱼 SAIL-RK3568 的微流控控制方案，将原本需要“信号发生器+工控机+采集卡”的复杂系统，浓缩到了一块手掌大小的嵌入式主板上。它利用 20μs 级实时性 解决了流体脉动难题，利用 PWM/GPIO 实现了高密度泵阀控制，是开发便携式基因测序仪、数字 PCR 仪及单细胞分析仪的理想“神经中枢”。

关键规格速查：

• 主控平台：SAIL-RK3568 (Quad-core A55)
• 实时性能：< 20μs 中断抖动
• 控制接口：3x PWM, 14+ GPIO, 3x ADC
• 显示接口：HDMI, MIPI DSI
• 操作系统：Linux (Preempt-RT), Android