не совсем понятна топология. допустим usb-i2c выступает мастером и
общается со слейвом. обычно используют i2c standart mode 100 kHz.
для работы в fast mode 400 kHz требуется мастер, который умеет
работать на такой скорости и слейв, который тоже должен понимать
fast mode. еще полезно осциллом глянуть scl/sda на предмет фронтов.
если затянутые, то можно попробовать уменьшить пуллап резисторы, с
типичных 10 кОм до 4к7 и даже 2к2. чтобы отсечь возможные проблемы
с тормозами адаптера usb-i2c (вероятно эмулирует i2c на gpio пинах) взять банальную RaspberryPi в качестве писюка, в мелком линуксе открываете свой слейв и отлаживаете либу через стандартные вызовы из юзерспейса