Почему бы благородным донам не поточить лясы. Я вот, например, сегодня целый день в квартусе кнопки пропедалил, хочу отвлечься от Verilog'а. А вчера писал прогу в очередном программерском контесте, тоже ниче так. Чистой воды функциональное программирование, никаких микроконтроллеров, тактов и прочей байды. Все в терминах O(log n), всякие красночерные деревья и т.д. Вполне себя нормально чувствую. А вот Ваш кругозор, видимо, на ковбойских камнях и закончился. И думаете, что Вы тут кого-то сможете задеть оскорблениями вида "выбрали трехколесный велосипед". Поверьте, благородные доны, собравшиеся тут выберут оптимальное транспортное средство
Начнем с того, что мы тут уговаривали топикстартера не переделывать уже готовое железо. А Вы пришли сюда и начали кричать "нет бога кроме..." (цэ)

Если уже сделана глупость, то нужно это глупость не усугублять, а исправить. А автор, с упорством достойным лучшего применения самозабвенно топчется по собственным граблям.
Я не советую взять ПЛИС за десяткок килобоксов, и ваять на ней свой процессор, свой квадратурный декодер, итд. Я советую взять микросхему из того же ценового диапазона что и AVR, но которая специально заточена под такого рода задачи. У которое есть не только квадратурные декодеры но и нормальный ШИМ, нормальная математика. итд. К примеру есть у avr специальный вход, который позволяет загасить выходы в течении одного такта (к примеру перегрузка по току) а у TI она есть, потому что контроллер специально заточен под такого рода задачи.
Уверен что после этой битвы с тактами, начнется "где взять еще 100 тактов, на PID регулятор" или еще что-то похожее.
Мы пока что еще не в СССР живем снова. Процессоры быстро развиваются. Оптимизировать что либо по тактом сейчас явная глупость: через год появится что-то раза в два быстрее, и оптимизация окажется не нужной.