1) Отлично получается временное однократное программирование OTP (16 бит). Почему-то совершенно не получается временное неоднократное программирование OTP (32 бит). На этапе чтения прочитывается что-то, похожее на правду; для регистра FS читается значение "9" (если бы читалось криво, то читалось бы либо 65535, либо 0, КМК). Запись 32-бит происходит с теми же таймингами. что и 16-бит. Но не работает...
Может, там какие нибудь засады есть? Если вы занимались программированием OTP, то нельзя ли глянуть на ваши исходники?

2) А как решали (если решали...) вопрос с постоянным программированием OTP? По какой схеме собирали цепи для ноги PROG? Ограничивали ли чем-то максимальный ток в цепи?
Для чтения нога микроконтроллера должна быть подключена к PROG напрямую; очень волнует то, как ATMEGA переживет приложенные к ее ноге 7,5 вольт. По даташиту же - вообще не переживет...