Я бы предложил сразу взять DSP семейства TMS320F28xxx Это семейство сам производитель относит к контроллерам "32-Bit Digital Signal Controller with Flash"
TMS320F2812PGFA даже высылают задарама(картинка).
1. - У него очень быстрый АЦП с двумя УВХ. Можно одновременно захватить два сигнала на передающей и приемной катушке.
2. - Есть встроеная программирумая память - вопрос пиратства решается легко.
3. - Для начала можно снять данные в память контроллера и выкачать в компьютер, затем обработать в Матлабе и знать куда двигаешься и что получается. Я выкачивал по SPI в SAM7S а затем по USB в компьютер.
4. - Алгоритм разработаный в Матлабе можно по частям переводить в контроллер.
5. Стоимость средств отладки относительно не высока $395 вместе с китом: http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/tmdsezd2812.html