Если простота важна - проще всего, наверное, детектировать передний фронт импульса, потом ждать какое-то время, в течение которого измерять максимум сигнала, и если в конце интервала измерения уровень сигнала окажется выше некоторой доли максима (порог считать грубо, деля на степень двойки сдвигом) - то это длинный импульс, если меньше - то это короткий импульс. Дальше просто два счетчика. Самое сложное - детектор фронта, свойства которого неизвестны ;)