Ein EEPROM als externer Speicher ist nicht unbedingt eine gute Wahl, für einen Schnellen Zugriff wäre wohl eine CMOS SRAM besser geeignet.

Die Variable Frequenz könnte man z.B. per PLL erzeugen. Da hat man dann konstante Freuenzschritte. Zum Teil könnte man sich da auch was sparen, wenn man die auszugebenen Daten entsprechend anpaßt. Gerade wenn die Daten keine scharfen Sprünge haben, könnte man auch die daten jeweils auf eine Feste Abtastfrequenz umrechenen und immer mit einer Antastfrequenz auskommen.