Messwerte über UART an PC übertragen

Ich stehe vor einem lästigen Problem welches ich gerne eliminieren 
würde: Ich habe ein SoC (Zynq) welches ich als Reglerplattform benutzen 
will. Beim Programmieren und Einstellen von Reglern habe ich des öfteren 
das Problem, dass ich gewissen physikalische Grössen mit einem Scope 
messen kann, der Zusammenhang mit diversen FPGA/CPU-internen Grössen 
(Messwerte und davon abhängige) aber interessant wäre und diese Grössen 
im Normalfall nicht zugänglich sind. Ich suche also eine Möglichkeit, 
diese Grössen im Betrieb mitzuloggen und nachträglich an einen PC zu 
schicken, damit ich sie mit den Daten vom Scope vergleichen kann, habe 
dabei aber nicht so wirklich einen Plan wie ich dabei am effizientesten 
vorgehen soll.
Ich dachte dabei daran, die Daten vorher in einem Array mitzuschreiben 
(fixe Samplingfrequenz durch Timer-Interrupt) und das Array dann per 
UART an den PC zu schicken um die Daten zu plotten.
Die Fragen die sich mir jetzt stellen:
- Wie implementiert man das Loggen der Daten am einfachsten? Die 
simpelste Methode wäre in meinen Augen, einfach für jede Variable ein 
Array mit entsprechender Länge vorzusehen und die Daten nacheinander 
dort reinzuschreiben. Bei 20 kHz Samplingfrequenz kommen pro Sekunde 
dann 80000 Byte zusammen (für eine float Variable). Ich bin mir sicher, 
dass dies funktionieren würde, allerdings erscheint mir die Methode 
etwas brutal. Ausserdem muss ich damit de facto jede Variable doppelt 
anlegen (-> unübersichtlich und fehleranfällig?) und ich weiss nicht, 
wie sehr die Laufzeit der Regler-ISR sich freut wenn bei jedem Aufruf 
grössere Arrays beteiligt sind. Ist diese Holzhammer Methode akzeptabel 
oder gibts hier was besseres (programmiert wird in C)?
- Gewisse Dinge laufen im FPGA mit Samplingfrequenz > 10 MHz. Als Lösung 
sehe ich hier, den Datastream in ein FIFO zu schreiben und die Daten per 
DMA ins RAM zu kopieren. Hier stellt sich für mich die Frage, wie ich 
die Daten in meinem C-Programm verwerten kann bzw. wie das Programm mit 
dem betreffenden Speicherbereich umgehen soll. Soll ich diesen per 
malloc() vorher reservieren, die DMA-Unit schreibt die Daten rein und 
das Programm liest sie anschliessend aus?
- Wie kann ich die Daten am effizientesten zum PC übertragen? Ich habe 
nur eine UART Schnittstelle und über diese bis jetzt nur ein Terminal 
welches mit Putty kommuniziert laufen lassen. Wie ich Bytes über UART 
rausschicken kann ist mir bekannt, allerdings benötige ich am PC ein 
Programm das die Daten in eine Datei schreibt. Hier gibt es bestimmt 
fertige Lösungen, nur was bietet sich für sowas an?