Для внешней рамы юзаем А1 серию... например ATxmega128A1...

А может вообще зря заморачиваюсь?

Вот недавно видел устройство в котором на ATmega8515L при VCC=5V 16MHz подается и все прекрасно работает!
А может чипы отбраковывают?

Специально ходил на Spansion за DS. Эта флешка держит номинально 3.6 В по питанию (макс. 4 В). Можно, конечно, для 16 МГц затянуть питание проца до 3.8 В, но тогда всё-таки хоть по махонькому резистору в каждую линию вставить бы.
Может, например, не работает самопрограммирование памяти программ, а может ещё чего не во всех случаях заметное. Если это не поделка, то такого делать не стОит

Так при 5-ти вольтах они все на этой частоте работают, но ведь вам-то надо на 3-х (или 3.5).

В DS на ATmega8515(L) четко написано:

• Operating Voltages
– 2.7 - 5.5V for ATmega8515L
– 4.5 - 5.5V for ATmega8515
• Speed Grades
– 0 - 8 MHz for ATmega8515L
– 0 - 16 MHz for ATmega8515



А вот если представить, чисто гипотетически:
Имеется всего два процессора ATmega8515 и ATmega8515L.
И Вам нужно выбрать только один из них чтобы подключить в схему с 3.6vcc и 16MHz clk.
Не выбрать нельзя. Выбрать нужно обязятельно!
Какой бы вы выбрали? Тот который по DS от 2.7V работает но на 8MHz или тот что от 4.5V но на 16MHz?
Какой проц вероятнее всего будет работать?

Чего тут думать? Без вариантов - придется с буквой L выбирать, хотя я Меги с буквой L ... ненавижу .

Во во, я бы тоже L-ку выбрал. Но не знаю почему. Мож ынтуиция?
Ув. Xenia можете чоть в кратце обосновать свой выбор?

А чего тут обосновывать - не тянут AVR-ки, когда питания не хватает.
Был со мной один случай. Тоже AVR-ка - AT90USB647, питающийся, как легко догадаться, от USB внешнего компьютера. Тоже кварц стоял на 16 МГц. Возилась я с ним, возилась, а он никак не запускается. Типа не узнает его компьютер и всё тут. Билась я с ним, билась пока ... USB не выучила , а он всё, зараза, не работает.

А оказалось вот что было. Китайский поганый кабель, который имел повышеное сопротивление в жилах. Принтер через него работал, а мое устройство нет. Потому что принтер тока не потреблял (у него отдельное питание), а моя плата жрала 250 мА. В итоге напряжение садилось до 4.4 Вольта, на которых мой проц, несколько раз мигнув светодиодиком, подыхал (он у меня в норме раз в секунду должен мигать). А мне и в голову не пришло, что питание может так сильно просесть, потому что на компе я его поверяла, а на плате не проверила. А потом я кварц сменила на 8 МГц и все заработало. А уж когда стала напряжение питания измерять и поняла, что напряжение садится. Тот кабель выбросила (отличается от нормальных подозрительной тонкостью - почти как у мышки), а на нормальном кабеле все заработало и на 16 МГц. После это стала медленно то напряжение опускать и обнаружила, что уже где-то на 4.5-4.6 вольта проц зависает (ресет у него внешний от супервизора). Кончилось это тем, что я все-таки перешла на 8 МГц, т.к. со своей программой проц справлялся и при этой частоте, а у некоторых ноутбуков бывает заниженное напряжение на USB-разъеме. Так что рисковать не стала, тем более что и кабеля бывают всякие.

Конечно, это не Мега, - тут USB PLL еще дополнительно ток пожирает, но, тем не менее, тенденция такова, что 5-вольтовки на предельной частоте (16 МГц) на пол вольта меньше того графика помирают или непрерывно перезапускаются. Глядючи со своего негативного опыта на вашу 8515, подозреваю, что на 4.0 вольтах она точно так же зависнет. Т.е. до 3.5 вольта никак не дотянет. Таково мое обоснование.

P.S. Кстати, вы сами можете легко проверить это экспериментально - зашейте простенькую программку, чтоб светодиодиком мигала, а потом подключите питание от регулируемого источника пост.тока или через реостат. И опускайте напругу, пока светодиод мигать не перестанет (может остаться включенным - это как повезет). Так и узнаете тот предел, на котором ваш проц виснет. А чтобы работало устойчиво, то где-то 0.3-0.5 вольта к тому пределу прибавить надо бы.

Если экспериментировать, то я бы предложил с внешним генератором

Недавно случай был, 5 штук ATMega64 кварц 14МГц, запитали от 3,3В вместо 5В.
ничего, работают без проблем уже полгода...
(только потом вспомнили )

Будет время обязательно поиграюсь.
Только боюсь эксперимент с одним чипом не даст достоверного результата! И придется штук сто тестировать

PS. Думаю результат может зависеть еще и от темпераратуры.

Вы же хотели удешевить проект. Установка 144-ногой альтерры + переразводка платы перевешивает по цене использование 5в флеши?

Неа не установка 144-ногой а замена 100-ногой 5-ти вольтовой альтеры на 144-ногую 3-х вольтовую + замена флеши и переразводка.
А если еще учесть тенденции производства 5-ти вольтовых чипов!

P.S. А на самом деле флешей не одна а 9-ть просто остальные к процу вообще не подключены.

какие объемы то ? флеша кста ?

Ну, Вам виднее. Я просто к тому, стоит ли овчинка выделки и если уж переделывать устройство, то заодно и проц по-мощнее поставить, функций добавить, технологии, да и конкуренты ведь не стоят на месте, да и сами устройства морально устаревают. Это мое мнение, конечно, решать все равно Вам.