Beim AT90USB646 würde es vermutlich "problematisch" in Sachen DIP-Package :) - war evtl. ein Argument wegen "Nachbauen".
Finde aber auch, dass diese Controller-Lösung zum Projekt MaXYPosi irgendwie nicht so richtig passt. Eine wie ich finde schöne Mechanik ("Holz und günstige Igus-Profile") wird kombiniert mit einem offenbar doch recht aufwendigen Controller, der aber leicht nach "späte 90er" aussieht. Und dann hat man nach dem Aufwand doch nur einen Atmega644, der auch gleich noch "ab Werk" mit zusätzlichen IOs aufgerüstet werden muss.
Ich werde diesen Weg wohl nicht mitgehen - nehme lieber gleich einen Atmega2560, der sollte auch so genügend GPIOs haben. Zumal es den als fertiges Modul zu kleinen Preisen gibt (muss ja nicht der "Arduino Mega" sein).
Auch bei der Software werde ich wohl lieber auf den "offiziellen" Code (grbl-mega) setzen, hat zufällig auch gerade die 4. Achse bekommen. Den grbl-MaXYPosi-644-Code zu portieren dürfte etwas schwierig sein wegen der reingefummelten SPI-IOs...