Datentelgramme auf 8 Leitungen auswerten; ATMEGA 644

Hallo Zusammen,
ich habe folgendes Problem:
Über einen ATMEGA (fast egal welcher - am liebsten ATMEGA644)möchte ich 
8-16 Temperatursensoren anschliessen und zwar TSIC Sensoren TSIC 306 
o.ä.

Diese liefern fix und fertig kalbriert die Temperatur, und zwar alle 
100ms als 2 Byte Datentelegram von ca. 2.3ms Länge, also mit 10Hz.

Einen einzelnen Sensor einlesen im Hauptprogram ist ja trivial, das 
funktioniert auch problemlos mit warten auf fallende Flanke und dann 
jeweils die 20 oder 40us auf nächstes Bit warten.
Aber bei vielen Sensoren kann ich ja nicht jeden einzeln abwarten !?
Jetzt zu meinem Problem:

1. Zum einlesen wollte ich an sich Interrupts verwenden, aber durch die 
sehr kurzen Bizeiten, sind das nur wenige 10us pro Interrupt. Zum 
"samplen" der Bitfolgen reicht dann die Zeit nicht, zumindest macht der 
uC dann nix anderes mehr.
oder
2. Alle Eingänge über OR-Gatter an einen Interupteingang z.B. ICP oder 
int0 hängen und dann nachsehen welcher Sensor was gesendet hat, aber 
auch dann die muss ich ja schnell "samplen". (nein ich meine NICHT AD 
Wandeln, sondern 1 und 0 erfassen ;-))

Vielleicht hat ja jemand eine Idee, oder sagt mir das ich blöd bin.