Da bleibt dann nur BitBang übrig. Da gibt es keine Einschränkungen, was die Puffergröße betrifft, da alles zu Fuss gemacht wird. DiePullups des Mega sollten sich mit etwas Geschick entfernen lassen. Wo hast Du die 3mA her? Die Pullups des Raspis scheinen 1k8 zu sein. Also knapp unter 2mA. Der MEGA hat bei 5V und 10k Pullups 0,5 mA. Den Strom des Pegelwandlers müsste dieser doch selbst verkraften. Nachgemessen habe ich es nicht.

Wenn der MEGA der einzige problematische Slave am Raspi ist, kann man auch ein eigenes Protokoll per BitBanging auf beiden Seiten verwenden. Bei Verwendung anderer PINs bleibt I2C für die anderen Slaves erhalten. Hätte den Vorteil, dass der MEGA nicht als Slave und Master arbeiten müsste. Oder halt im Multimaster-Betrieb. Oder SPI, da gibt es dann wieder Hardware-Puffer, welche von Vorteil sind, wenn der MEGA eh noch Einiges zu tun hat. Bei der Nutzung von Interrupts geht bei einer Zwei-Draht-Verbindung ohne Hardware-Puffer das ein oder andere Bit verloren.

Ich selbst brauche es nicht und sehe es nur als Herausforderung und kann es evtl. irgendwann doch mal brauchen. Aktuell habe ich zwei Favoriten: Den SMBUS-Treiber und BitBang. Wobei BitBang auf dem ersten Blick wesentlich einfacher scheint.