Поток данных от внешнего устройства - асинхронный и непрерывный 512КБит/с.
Алгоритм получения данных приблизительно такой: прерывание по изменению фронта, задержка (возможно вторым таймером) для подстройки под "середину" бита, затем считывание бита и запуск таймера с частотой 512КГц, а в прерывании по таймеру считывание остальных битов. Ну и переодическое повторение подстройки частоты, а в цикле передача данных по USB (по готовности).
Но похоже придется обходные пути искать, а ПЛИС цеплять очень не хочется.
PS: Кстати даже родной USB пример данные с неплохой скоростью гоняет - на передаче из контроллера блоков по 8КБайт (запрос один пакет) получилось ~727КБайт/с. Правда больше ничего не делалось