Ich enttäusche dich nur ungern, aber wenn du mit einem Mega eine hohe Datenrate erreichen willst, dann solltest du weitestgehend auf eine Softwareimplementierung verzichten und dafür auf dedizierte Hardware setzen.
Ich kenne die CAN Funktionalität der Mega Serie nicht, aber ich denke, dass dort schon eine Datenrate nahe des Maximums erreicht wird.
Da CAN reichlich Overhead auf dem Bus produziert könnte es sein, dass man mit dem SPI und einem externen Ethernettreiber noch etwas mehr herausholen kann.
Ich würde an deiner Stelle auf CAN mit den kurzen Standardheadern setzten, das löst ein Großteil aller Probleme, und du kannst mit einem Standardtool wie dem CANalyzer nachschauen, ob alles so läuft wie du willst.
Ansonsten bräuchtest du eher rechenleistung in der Kategorie eines Mega32, und die haben schon Ethernet und CAN integriert, da brauchst du dann erst recht kein eigenes Protokoll...
Gruß
Dirk
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