Li recentemente este relatório sobre o projeto de desenvolvimento de aviônicos JPL x2000, que desenvolveu uma plataforma aviônica mais modular usando silício comercial, para reduzir custos e energia. Eles optaram por uma arquitetura de dois protocolos redundantes ligando todos os componentes eletrônicos da espaçonave. Um barramento 1394 de alta velocidade é usado para grandes dados, enquanto um barramento I2C (a 100khz) é usado para controles de baixa largura de banda. Isso é configurado como um barramento multimestre, em que todos os nós podem se comunicar.
Eu não usei o I2C para mais do que sensores únicos, mas pelo que entendi, existem sérias limitações de distância. Em uma espaçonave, poderia haver chicotes de comprimento significativo.
Além de ter dois barramentos I2C redundantes, cada dispositivo possui um ASIC personalizado que fornece isolamento entre o barramento e o chip principal mostrado aqui 
e aqui 
. Esse chip talvez esteja fornecendo algum tipo de condicionamento também?
Alguém pode explicar por que eles optaram por usar um protocolo projetado para comunicação dentro de um PCB para comunicação dentro de um veículo grande?
Eu sei que provavelmente não existe uma única resposta definitiva, mas eu estaria interessado em saber quais são os fatores desse tipo de escolha.
Respostas:
Sim, existe uma limitação de comprimento com o I2C, mas acho que o que eles pretendem é se comunicar com outros ICs na mesma placa ou placas localizadas no mesmo subsistema, em vez de pensar em se comunicar com sensores implantados na espaçonave e em outras espaçonaves. sistemas relacionados. Atualmente, a maioria dos CIs incorporará o I2C, enquanto as taxas e a distância dos dados podem ser vistas como limitações, para a comunicação a bordo com outros CIs, produz um método extremamente confiável de transferência e controle de dados. CIs, como funções de gerenciamento de energia (PMIC), sensores de temperatura a bordo, acelerômetros e giroscópios baseados em MEMS, para citar apenas alguns, o I2C é um candidato viável.
fonte
Aprimoramentos do relatório **
Opinião
Anedótico
Esta é uma área em que apoiei a Burroughs, em meados dos anos 80, na atualização de seus padrões de design corporativo para métodos de teste EMC e de especificações para níveis de aceitação de imunidade a ruídos conduzidos, ESD irradiado, RF irradiado irradiado, ondas de radiação irradiada para RF varrido de campos magnéticos de 100kHz campos irradiados para x GHz em intensidades de campo muito altas usando bobinas magnéticas com amplificador de 1kW montado em rack e antena plana dodecaédrica com feedback opto para resposta plana de campo E servo para verificar erros de 0 bits em 10 ^ 10 bits.
O NXP define os atributos desse padrão de dois fios chamado I2C da seguinte maneira;
• Consumo de corrente extremamente baixo
• Alta imunidade a ruídos.
• Ampla faixa de tensão de alimentação.
• Ampla faixa de temperatura operacional.
No entanto, é limitado pela capacitância do cabo e, portanto, a escolha e o comprimento do cabo, o nível de altas correntes transitórias próximas ou a alta tensão de rotação, o tipo de driver tipo buffer ativo de 50 ohms do tipo CMOS ou a terminação da fonte de corrente e muitas variações.
A especificação NXP diz que não há problema para carga de 100kHz até 100pF, que pode ser tipicamente 20pF / ft, dependendo da impedância do par e, em seguida, notas de rodapé para lidar com 100pF a 400pF máximo por 100Kbps.
Se fosse eu, escolheria o par trançado de impedância mais alta (240 ~ 300 +) e, em seguida, usaria o coletor de corrente constante com proteção de trava.
Em qualquer caso, um engenheiro de projeto de linha de transmissão experiente deve projetar / testar o estresse e verificar a integridade do sinal para esses links de curta distância.
Termo aditivo
Os estudantes da Stanford Engineering desenvolveram aprimoramentos para a comunicação espacial, que incluíam Watch Dog Timers para reciclagem de energia e portas de batidas para opções de recuperação multiplexadas no barramento.
Opinião
Eu interpretaria que os principais problemas não eram a "integridade do sinal" na taxa de erros de bits, mas falhas graves devido a impulsos de radiação gama que podem induzir o travamento em dispositivos CMOS litográficos grandes mesmo devido às altas intensidades de campo V / um dessa alta energia pulsos. Seus métodos de recuperação da minha experiência foram implementados corretamente a partir de minhas experiências com ESD de 25kV no Projeto IDA em uma casa de teste do MTS no início dos anos 80
Anedótico
O Project IDA foi um empreendimento de pesquisa e desenvolvimento da Winnipeg Interdiscom Inc. Participei de uma WAN de banda larga ISDN personalizada com TV paga, dados climáticos gráficos, pesquisas de opinião, telefonia digital, alarmes contra disparos, leitura de medidores, teclado com fio para dados seriais de alta velocidade e 2 polegadas de arco de ESD da TV de tubo de vácuo estática e dedos para o nosso decodificador em um inverno seco !! Foi o primeiro SCADA DS1 de grande escala (1.544 Mbps) bidirecional a RF para 100 residências no mundo testadas e entregues com sucesso. Eu era responsável pelo teste do sistema, pelo design e fabricação de vários equipamentos de teste BER e pelo monitoramento geral do status da rede bidirecional] e nossa equipe o fez funcionar. Todas essas 100 residências compartilhavam 1 cabo coaxial e 2 RF para a topologia em árvore / barramento TDM DS1.
Eventualmente, foi vendido para uma empresa que possuía a Scientific Atlanta, Intellivision e algumas outras na Filadélfia.
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