High-Speed Board Design Techniques

High-Speed  Board  Design  TechniquesThe  most  important  factor  in  the  design  of  many  systems  today  is  speed.  66-MHz  thru  200-MHz  processors  are  common;  233  and  266-MHz  processors  are  becoming  readily  available.  The  demand  for  high  speed  results  from:  a)  the  requirement  that  systems  perform  complex  tasks  in  a  time  frame  considered  comfortable  by  humans;  and  b)  the  ability  of  component  manufacturers  to  produce  high-speed  devices.  An  example  of  a)  is  the  large  amount  of  information  that  must  be  processed  to  perform  even  the  most  rudimentary  computer  animation.  Currently,  Programmable  Array  Logic  (PAL®)  devices  are  available  with  propagation  delays  of  4.5  ns,  and  complex  PLDs  such  as  MACH®  have  propagation  delays  of  5  ns.  While  this  might  seem  fast,  it  is  not  the  propagation  delay  that  creates  the  potential  for  problems,  but  rather  the  fast  edge  rates  needed  to  obtain  the  fast  propagation  delays.  In  the  future,  much  faster  devices  will  become  available,  with  correspondingly  faster  edge  rates.Designing  high-speed  systems  requires  not  only  fast  components,  but  also  intelligent  and  careful  design.  The  analog  aspect  of  the  devices  is  as  important  as  the  digital.  In  high-speed  systems,  noise  generation  is  a  prime  concern.  The  high  frequencies  can  radiate  and  cause  interference.  The  corresponding  fast  edge  rates  can  result  in  ringing,  reflections,  and  crosstalk.  If  unchecked,  this  noise  can  seriously  degrade  system  performance.