Решил глянуть, что ещё есть на рынке кроме семейства AVR.
От результатов поиска в легком шоке!  
 
 Цитата:
STM32F103RET6, ST Microelectronics
Тип корпуса	LQFP64 
Архитектура	ARM Cortex-M3 32-bit 
FLASH	512K byte
RAM	64K byte
АЦП	16 x 12bit (1MSPS) 
ЦАП	2 x 12bit 
ШИМ	28 x 16bit 
Сторожевой таймер	2 
Часы реального времени	есть 
Универсальный последовательный порт	5 шт
CAN интерфейс	1 шт
Количество USB Device	1 шт
Напряжение питания	CORE: 2…3.6 В, IO: 2…3.6 В
Рабочая температура	-40...105 °C
И все это за ... 250 рублей (от 10 штук)! 
http://www.electronshik.ru/card/stm32f103ret6-108515Может, попробовать ARM?
Кто имел с ними дело?
Чем прошивать?
Чем компилировать?
Какие тулзы для этого есть?
Пол мегабайта флеш!
64 кило оперативы!
72 МГц кварц! 
Можно "развернуться"!  
 
   
 Или тут какие то "подводные камни" есть?