¿Existen estándares para los enlaces de sensores digitales?

En aviónica (especialmente para la seguridad de vuelo crítica) no es inusual ver las comunicaciones habituales (SPI, I2C) dentro de una caja, pero externamente generalmente será ARINC 429 (civil) o MIL-STD-1553B (Militar) a / desde sensores.

Hay otros como STANAG 3910 que se usa en Typhoon.

Dentro de un sistema que se comunica entre cajas (no a nivel de aeronave) no es raro ver la señalización codificada de Manchester.

También he visto el uso de interfaces HDLC / SDLC .

Por extraño que parezca, la tasa de actualización para equipos críticos para la seguridad de vuelo no es tan rápida; por lo general, 50 Hz o así (ponga eso en perspectiva para mover una superficie de control volante a una velocidad de actualización de 20 milisegundos)

Como @PlasmaHH comentó :

XKCD: Standards por Randall Munroe, licencia CC-BY-NC 2.5

Entonces, no. No hay un estándar, principalmente porque todos tienen una idea diferente de cuál es la mejor manera de hacer algo específico con mucha libertad en la implementación. Sin duda, parte del problema es la falta de voluntad de sentarse juntos para estandarizarse en el lado de los fabricantes de semiconductores. Por eso es que decir "SPI" no es suficiente, pero aún debe especificar la polaridad del reloj y la fase de señal / reloj. Ustedes cuatro "versiones" SPI no intercambiables, pero fácilmente convertibles.

Tenga en cuenta que ser el creador de un bus específico para un sistema específico puede tener enormes ventajas comerciales; por ejemplo, si posee la patente que describe una característica única de ese bus, puede enriquecerse otorgando licencias de esa tecnología a otras compañías y excluir a los competidores de su mercado. Por lo tanto, inventar un autobús a menudo se hace para excluir a un competidor o para intentar ingresar a un mercado sin utilizar la tecnología patentada de otra persona.

  

¿Existe alguna codificación estándar que haya evolucionado en el lado de la codificación digital? ¿Así como 4 a 20 mA es estándar de facto en el lado analógico, especialmente en el control de procesos?

En realidad no. Bueno, I²C es bastante estándar para una gran cantidad de sensores pequeños, SPI es incluso más simple, pero necesita una línea de selección de chip para cada sensor si conecta múltiples a un maestro de bus; 1Wire también es popular y es bastante similar a lo que se usa aquí.

Para ADC y sensores de alta velocidad, incluidos JEDEC, especifica estándares como JESD204, pero estos son tipos de bestias completamente diferentes.

Debes darte cuenta de que los componentes de hardware están diseñados para un propósito.

Supongo que el propósito del sensor de presión en la pregunta original era ser un sensor barato y de alta resolución para su uso con un microcontrolador. El protocolo utilizado no necesita osciladores de alta calidad ni mantenimiento del reloj en ambos lados, es fácil de generar y decodificar, no es terriblemente de alta velocidad sino fácil de manejar, y necesita una sola línea para la comunicación.

Si hubieras construido un sensor que diera 1 millón de lecturas por segundo en lugar de los 0.000040 millones de lecturas por segundo de ese sensor, el protocolo no sería práctico y usarías otra cosa.

En cualquier caso, el uso de una corriente analógica me parece un tanto arcano. Me gusta el hecho de que la comunicación basada en la corriente sea menos propensa a los errores, pero si se hubiera comunicado utilizando valores digitalizados, por ejemplo a través de un sistema de bucle de corriente digital , obtendría la misma seguridad de error por un consumo de energía mucho menor y con un costo del sistema mucho menor. Considero que los 4-20 mA analógicos son una "cosa heredada", con un escenario de uso muy específico: un sensor que se integra directamente en los dispositivos de control de procesos que solo aceptan señales de 4-20 mA. Para todo lo demás, el "estándar" es subóptimo.

  

Así que me pregunto, en aplicaciones donde el cambio rápido es crucial, por ejemplo, control de aviones, aviónica, etc. ¿Qué tipo de protocolos se han convertido en la convención? ¿Utilizan de 4 a 20 mA o PWM o buses dedicados?

No sé de aviónica, pero en los automóviles, usar buses digitales dedicados como CAN es la norma, y pueden usar capas muy resistentes a tasas relativamente altas.