Если уровни сигналов, поступающих с АЦП примерно известны, то пороговый обнаружитель во временной области - самое простое и не требующее больших ресурсов решение. Просто прогоняете поток от АЦП через компаратор, на второй вход которого подаете значение порога (порог выбираете по любому удобному критерию, например, Неймана-Пирсона, или просто методом научного тыка). По первому срабатыванию компаратора стартуете счетчик длительности, и отрубаете счетчик, когда значение выхода АЦП снова будет меньше порога. Полученная длина счета и будет длительностью сигнала (в пересчете на такты).
Но этот метод плох низкой помехоустойчивостью. Если у вас с этим, проблемы, то придется использовать спектральные методы или какие-нибудь еще.