Darf ich zum Thema Antworten 8)
Ich denke mit dem 328 als Slave Rechenknecht bist du wohl ein bisschen über das Ziel hinausgeschossen.
Wie wäre es mit einem Attiny85. 8kB Platz Du kannst über 2Pins die I2C nachbilden über die Interne TWI. 1 Pin zum Sync Aufruf. und 1 Pin für die Uhr. Dann hättest du noch 1 Pin reserve :-). Du kommst vor allem mit dem internen osc 8Mhz hin. Habe schon an einem Attiny84 eine RTC am laufen ohne Probleme. Die Tinywire Library kann auch requests beantworten.
Gruß
Der Dani