Спасибо большое за советы
Особенности применения ПЛИСины, как оказалось. Добавил по выходу SDA триггер, который засинхронизировал по системному клоку и включил "open-drain" в свойствах пина. Во время когда должен отвечать логгер, переключал SDA в третье состояние (если этого не делать, то уровень SDA не вытягивает до логического нуля, а провисает где-то до 2 В, т.е. остается в логической единицей).