Где опорный сигнал, а где сгенерированный? Судя по "хорошей"
верхушке, по положению пиков получится большая неоднозначность.
Либо фильтровать сигналы перед сравнением (но это лишняя задержка),
либо смотреть взаимокорреляцию. Что тоже задержка.
Я бы попробовал смоделировать оба варианта. 1) по пикам после лёгкой фильтрации (чтобы оставался один горб на каждом из сигналов) и 2) взаимокорреляцию. У меня неплохо получалось делать ВКФ на dsPIC33EP. Так же смотрел, как это делается ВКФ в CMSIS для Cortex-M3, тоже было понятно и довольно быстро по тактам.
Для взаимокорреляционной функции лучше брать отрезки сигналов такой длины, чтобы включали и фронты, и спады обоих сигналов. А для надёжности, перед взятием ВКФ, оценивать ещё и частоты повторения импульсов, за которыми следим, чтобы расхождение по частоте не оказалось двухкратным.