Yo me iría por un PIC con suficientes entradas con interrupción por cambio de pin, de otro modo se podría complicar la electrónica fuera del microcontrolador. Creo que esa solución sería la ideal, los PIC24 y dsPIC de muchos pines tienen unos cuantos dedicados a eso, creo que hasta 20 en elgunos diseños. Es sencillo, si hay cambio de pin, interrupción->captura del puerto y luego a procesar.
No sabría decirte si es posible que algunos dsPIC puedan leer y transferir por DMA el resultado, lo que aumenta la posibilidad de capturar eventos rápidos y luego procesar con más calma.
Saludos
Reinier
Todo claro y comprendido