So ähnlich habe ich das auch realisiert. Ich habe einfach 2 ATmegas zur berechnung verwendet. Allerdings brauche ich keinen Puffer, sondern übertrage nie nötigen Daten direkt, rechne dann auf beiden Controllern und lese dann, nachdem der "Co-Prozessor" gerechnet hat, die Ergebnisse in den eigentlichen Prozessor ein.
Dass er fertiggerechnet hat, signalisiere ich mit einer Signalleitung.

Gruß, Yaro