Processamento de execução paralela com ATmega

Impossível!!! 8)

Digo isso porque o processador só pode executar uma instrução por vez, o que significa que nunca terás duas coisas acontecendo ao mesmo tempo, a não ser que utilizes um duo, onde poderá ter uma instrução para cada core.

O que procura é algo como as libs abaixo:
http://www.kwartzlab.ca/tag/multi-threading/
https://code.google.com/p/threadkit/

Não fui a fundo ainda, até porque o que eu precisava resolvi com as interrupções.

Vamos ver se alguém se aventurou por esta área...