Niedawno przeczytałem ten raport na temat projektu rozwoju awioniki JPL x2000, w ramach którego opracowano bardziej modułową platformę awioniki przy użyciu komercyjnego krzemu, aby obniżyć koszty i moc. Zdecydowali się na architekturę dwóch redundantnych protokołów łączących całą elektronikę w statku kosmicznym. Szybka magistrala 1394 jest używana do dużych danych, natomiast magistrala I2C (przy 100 kHz) jest używana do kontroli niskiej przepustowości. Jest to skonfigurowane jako magistrala multi-master, w której każdy węzeł może komunikować się ze sobą.
Nie używałem I2C do więcej niż pojedynczych czujników, ale z tego, co rozumiem, istnieją poważne ograniczenia odległości. W statku kosmicznym mogą znajdować się wiązki przewodów o znacznej długości.
Oprócz dwóch redundantnych magistral I2C, każde urządzenie ma niestandardowy układ ASIC, który zapewnia izolację między magistralą a głównym układem, pokazanym tu 
i tutaj 
. Czy ten czip może też zapewnia jakiś rodzaj warunkowania?
Czy ktoś może wyjaśnić, dlaczego mógł zdecydować się na użycie protokołu zaprojektowanego do komunikacji w obrębie jednej płytki PCB do komunikacji w dużym pojeździe?
Wiem, że prawdopodobnie nie ma jednej konkretnej odpowiedzi, ale chciałbym dowiedzieć się, jakie czynniki wpływają na taki wybór.
Odpowiedzi:
Tak, istnieje ograniczenie długości w I2C, ale myślę, że to, co zamierzają to zrobić, to komunikować się z innymi układami scalonymi na tej samej płycie lub tablicach znajdujących się w tym samym podsystemie, zamiast myśleć o komunikacji z czujnikami rozmieszczonymi wokół statku kosmicznego i innego statku kosmicznego powiązane systemy. Obecnie większość układów scalonych będzie zawierać I2C, podczas gdy prędkości transmisji i odległość mogą być postrzegane jako ograniczenia, w przypadku komunikacji na pokładzie z innymi układami scalonymi zapewnia niezwykle niezawodną metodę przesyłania i kontroli danych. Układy scalone, takie jak funkcje zarządzania energią (PMIC), pokładowe czujniki temperatury, akcelerometry oparte na MEMS i żyroskopy, żeby wymienić tylko kilka, I2C jest opłacalnym konkurentem.
źródło
Udoskonalenia z raportu **
Opinia
Anegdota
To obszar, w którym wspierałem Burroughsa w połowie lat 80-tych, aktualizując ich korporacyjne standardy projektowania metod testowania EMC oraz specyfikacje poziomów akceptacji odporności na przewodzone szumy, wypromieniowane wyładowania elektrostatyczne, wypromieniowane fale radiowe RF, promieniowanie fal płaskich dla przemiatania fal radiowych z pól magnetycznych 100 kHz do pól promieniowanych x GHz przy bardzo wysokich natężeniach pola przy użyciu cewek magnetycznych ze wzmacniaczem montowanym w stojaku 1kW i dodekaedrycznej płaskiej antenie z optycznym sprzężeniem zwrotnym dla płaskiej odpowiedzi pola serwo E w celu weryfikacji błędów 0 bitów w 10 ^ 10 bitach.
NXP definiuje atrybuty tego dwuprzewodowego standardu o nazwie I2C w następujący sposób;
• Niezwykle niski pobór prądu
• Wysoka odporność na zakłócenia.
• Szeroki zakres napięcia zasilania.
• Szeroki zakres temperatur pracy.
Jest to jednak ograniczone przez pojemność kabla, a tym samym wybór i długość kabla, poziom pobliskich przejściowych wysokich prądów lub wysokie napięcie narastania napięcia, aktywny typ bufora CMOS typu 50 omów lub zakończenie źródła prądu i wiele odmian.
Specyfikacja NXP mówi, że nie ma problemu dla obciążenia od 100 kHz do 100pF, które może zwykle wynosić 20pF / ft w zależności od impedancji pary, a następnie przypisy do obsługi od 100pF do 400pF max dla 100Kbps.
Gdybym to był ja, wybrałbym skrętkę o najwyższej impedancji (240 ~ 300 +), a następnie zastosowałem odbiornik prądu stałego z zabezpieczeniem zatrzaskowym.
W każdym przypadku doświadczony inżynier projektujący linię przesyłową musi zaprojektować / przeprowadzić test warunków skrajnych i zweryfikować integralność sygnału dla tych połączeń krótkodystansowych.
Uzupełnienie
Studenci z Stanford Engineering opracowali ulepszenia do komunikacji kosmicznej, które obejmowały zegary Watch Dog Timery do ponownego włączenia zasilania i porty bitowe dla opcji odzyskiwania zmultipleksowanych w autobusie.
Opinia
Zinterpretowałbym, że głównymi problemami nie była „integralność sygnału” w bitowej stopie błędów, ale twarde awarie spowodowane impulsami promieniowania gamma, które mogą indukować zatrzaskiwanie nawet w dużych urządzeniach litograficznych CMOS z powodu wysokich natężeń pola V / um tych wysokiej energii impulsy. Ich metody odzyskiwania z mojego doświadczenia zostały poprawnie zaimplementowane z moich doświadczeń z 25kV ESD w Projekcie IDA w domu testowym MTS do wczesnych lat 80-tych
Anegdota
Projekt IDA był przedsięwzięciem badawczo-rozwojowym firmy Winnipeg Interdiscom Inc., w której uczestniczyłem w tworzeniu niestandardowej sieci szerokopasmowej ISDN z payTV, graficznymi danymi pogodowymi, opiniami, telefonią cyfrową, alarmami wstępnymi / alarmowymi, odczytem liczników, przewodową klawiaturą dla szybkich danych szeregowych i 2 cale łuków ESD od statycznych lamp próżniowych TV i palców do naszego dekodera w suchą zimę !! Był to pierwszy SCADA DS1 na dużą skalę (1,544 Mb / s) dwukierunkowy w paśmie radiowym do 100 domów na świecie, które pomyślnie przetestowano i dostarczono. Byłem odpowiedzialny za testy systemu, projektowanie i produkcję różnych urządzeń testujących BER oraz ogólny monitoring stanu sieci dwukierunkowej], a nasz zespół sprawił, że działało. Wszystkie te 100 domów miały wspólny 1 kabel koncentryczny i 2 RF dla topologii drzewa / magistrali TDM DS1.
Ostatecznie został sprzedany firmie, która była właścicielem Scientific Atlanta, Intellivision i kilku innych w Filadelfii.
źródło