На коннекторе GPIO в raspberry pi нет входа АЦП, следовательно без внешнего АЦП вам точно не обойтись. Можно, конечно, поковыряться в самой плате, а затем попытаться написать соответствующий драйвер Linux, но сомневаюсь, что вы сможете вытянуть частоту дискретизации больше 2 - 6 МГц. Насколько мне известно (возможно я отстал от жизни) для шустрых осциллографов используют несколько каналов АЦП которые опрашивают по очереди повышая тем самым частоту дискретизации, так как АЦП на десятки МГц либо не существуют, либо стоят очень дорого.
