Velocità del loop Mega 2560

pablos:
Ho voluto per curiosità vedere quanti cicli loop fa il mio arduino in un secondo con un programma a vuoto.

Il tuo non è un programma a vuoto, contiene calcoli con valori long che richiedono molti cicli macchina.
Questo è un programma quasi a vuoto:

void setup() {
   pinMode(13, OUTPUT);      
}

void loop()
{
 PORTB = 0xff;
 PORTB = 0x00; 
}

Le due scritture dirette su PORTB richiedono solo 125 ns, come evidenziato nell'immagine allegata della misura sul pin 13 con un DSO, mi è toccato fare una foto al volo della schermata perché vicino al pc ho il Tektronix per il quale non tengo installato il software per scaricare le schermate.
Come si vede la frequenza per questo loop è 1.06 MHz, il periodo necessario per la sola loop, è di 875 ns - 62.5 ns = 812.5 ns = 13 cicli macchina.
Comunque no ha molto senso parlare di massima velocità della loop visto che in realtà dipende da quello che fai al suo interno a cui devi sommare 875 ns ( ~1.43 MHz) per la sua durata reale