No es para tanto... 
Lo único que tienes que mirar es cual es la frecuencia máxima de todos tus procesos (tiempo mínimo que tienes que atender el proceso).
Si quieres un buen libro, y encima es gratis, aunque en inglés: "Patterns for Time-Triggered Embedded Systems" (http://www.tte-systems.com/books/pttes). Usan un 8051, pero los programas están escritos en C, por lo que es inmediato portarlo a Arduino. En la propia web han portado su TTC scheduler para Atmel.
Hacerte un diagrama de flujo y tiempos de tu programa, para tener claro los procesos, tiempos , etc seguro que te ayuda antes de ponerte a picar código....