Делаем простейший автомат, который запускает АЦП и генерирует строб для микросхемы памяти, после этого увеличивает адрес (использовать отдельные микросхемы счётчиков). Здесь быстродействие системы будет ограничиваться только АЦП и управляющей логикой. После цикла записи МК считывает содержимое ОЗУ и отображает на дисплее или отправляет в ПК. В это время можно заполнять 2-ю микросхему памяти.
Ну, конечно, можно, но только на ПЛИС, хотя будет ли проще и дешевле, сомневаюсь.
Да. Плисину попроще, ОЗУ и АЦП.
Таким образом решается проблема с запоминанием и с синхронизацией.