По ссылке разрешение счётчика 52пС. Младшие дробные биты просто шумят и ничего не значат.

52ps в самый раз, измерение в диапазоне от 1нс до 1мс с дискретностью 100пс можно получить с помощью spartan6 XC6SLX9?

52 пС это не разрешение, а величина шума, причем это две сигмы.
распределение скорее всего сильно кривое, поэтому таким образом привели Measured precision: +/- 52ps (95% confidence).

Какое разрешение при таком шуме можно получить?

Была такая задача относительно "плавно" формировать импульс в пределах десятых нс, решили с помощью Alter'ы и MC10EP195. Квант времени как раз 10 пс.

Что значит "измерить сигнал малой длительности"? Это один-единственный импульс или нет?
Если сигнал периодичен, можно попробовать поанализировать спектр.

Импульсы следуют с частотой не более 5Мгц. С полосой не более 10Кгц, время между передними фронтами гуляет от 1нс до 1мс. Спектр сложно частота тоже гуляет от 2 до 5мгц. (

Ну такое, допустим, если время между передними фронтами = 1 нс (1 ГГц), ничем, кроме разве что 3.125 Gbps приемниками, в ПЛИС ввести толком нельзя вообще. И то не факт, можно ли их заставить принимать такой сигнал.

Попробую поэкспериментировать с спартаном если будут какие мысли, любые, заранее благодарен.

Какую плис лучше для этих экспериментов взять, может в каких то более стабильные линии задержки получаются и они более подходят для TDC по опыту? Не очень дорогие чипы до 2тр которые поддерживаются в webpack.

По опыту, задержки "едут" с температурой/питанием/процессом примерно одинаково у всех технологий, если не принимать специальных мер при разработке (а для ПЛИС их никто не применяет). Поэтому без разницы. Просто ищите такую ПЛИС, которая в состоянии ввести внутрь себя через I/O пады сигналы в Вашем диапазоне частот. Или, хотя бы, как можно ближе к нему.

Как реализовать внутри - попробуйте сделать длинную Carry Chain - то есть, грубо говоря, многобитный сумматор, который суммирует число "`b1111111....11111" с входным сигналом, поданным на CARRY IN. И не забудьте привязать четко к конкретным ячейкам ПЛИС всю эту структуру, то есть описывайте ее вручную, через generate и прямое инстантирование библиотечных элементов (CCU2B, или как их там, из чего цепь с переносом строится, и триггеров) с указанием loc-ов для каждой инстанции. Для калибровки можете пытаться использовать такой же сумматор, расположенный рядом, на который как-то правильно подан тактовый сигнал, возможно сдвинутый по фазе в PLL/DCM, который тактирует и приемные триггеры.

Но что все это хоть как-то заработает, далеко не факт.

10ps это както крутовато для реализации в ПЛИС
Если вы делаете некий измеритель длительности импульса в ПЛИС и вам надо точность 10пс то наверное нет...
Вы даже нормально внутрь ПЛИСА сигнал без искажений больше чем +\-10пс ввести врядли сможете... туда вам и ёмкость пина добавится и искажение фронта сигнала после пинов на вводе в логику и всё это с PVT гуляет процентов на 30....

Предлагаю Вам посмотреть в сторону ПАИС, но ПЛИС тут точно вряд ли.