Здорово, неплохая идея – но помни, что большинство микроконтроллеров не выдадут наносекундную точность. Тебе понадобится высокоскоростной АЦП или FPGA, используй DMA для захвата данных и ставь временные метки с высокочастотным счетчиком. ISR сделай максимально короткой, просто установи флаг, а потом обрабатывай буфер в основном цикле. Если готов к вызову – попробуй с частотой 100 МГц и посмотри, что получится. Удачи!

Вроде пока всё неплохо. Только перепроверь окно сэмплирования и удержания у АЦП; с 12-битным разрешением тебе понадобится минимум 12 тактов на преобразование. Размер DMA-передачи делай кратным степени двойки, чтобы избежать сбоев из-за переполнения буфера, и убедись, что арифметические операции с указателем кольцевого буфера используют беззнаковые типы, чтобы переполнение не вызывало незаметных ошибок. Если будут проблемы с джиттером, попробуй добавить небольшую задержку после флага, перед началом следующего цикла чтения. Удачи с кодом!