Para abordar seu aplicativo em vez da pergunta que você fez diretamente (as outras respostas falaram sobre isso):
O DSP de 10 kHz para um controlador de loop não é muito rápido. (usamos loops de controle de 5 ou 10kHz para controladores de motores) Com um dispositivo decente, meu palpite é que você deve ser capaz de lidar com ele com uma frequência de clock de 40-80MHz, se necessário, e o mais interessante da nova série de DSPs e microcontroladores é que eles usam multiplicadores de clock de loop de fase travada (PLL) para aumentar internamente a frequência do clock, para que externamente não haja realmente nenhum sinal muito rápido. A série de DSPs TMS320F28xx da TI (consulte as 28044 e 28235) possui um PLL de 5x (meias-etapas de 0,5x a 5x), para que você possa obter um relógio de 100MHz com um cristal de 20MHz.
Para o lado digital, o que você precisa observar mais é garantir um bom par sólido de energia e planos de aterramento para o processador e adicionar capacitores de derivação o mais próximo possível dos pinos da fonte de alimentação do processador. Além disso, em vez de polvilhar um monte de capacitores de 0,1uF, use uma variedade de capacitores de 0,1uF, 0,01uF e 0,001uF. Os capacitores de 0,1uF fornecem mais carga, mas sua indutância parasitária entra em jogo com uma frequência mais baixa do que o que você verá em um capacitor de 0,01uF ou 0,001uF. Os dois últimos não fornecerão tanta carga, mas funcionarão corretamente como limites de desvio para uma frequência mais alta. Tínhamos um design de placa que estava funcionando, mas apresentava uma quantidade moderada de ruído no conversor de analógico para digital do DSP.
A conversão de analógico para digital será o ponto mais fraco do seu sistema. Você provavelmente não precisará se esforçar muito para que o sistema digital funcione corretamente. Mas, a menos que você seja cuidadoso, obterá um desempenho medíocre de ruído no seu ADC. (Receio não ter muita experiência em lidar pessoalmente com isso; outros engenheiros de nossa empresa cuidam do layout, então o que estou dizendo é de segunda mão.) Como lidar com planos de chão é algo discutido por duas abordagens distintas: usar um enorme plano de terra para todo o sistema, versus dois planos de terra separados, um analógico + um digital, interligados no ADC - o primeiro é bom para sistemas de 8 a 10 bits e eu ouço separar áreas digitais / analógicas do circuito é mais importante quando você obtém contagens de bits mais altas (16 bits ou mais).
Não economize em # de camadas da placa. Os aviões de terra e potência são seus amigos.