Der AT32UC3L ist ein komplettes System auf einem Chip, basierend auf AVR32 UC RISC Prozessor mit einer Takt-Frequenz von 50MHz. AVR UC ist ein hochleistungsfähiger 32-bit RISC Prozessorkern für kostenbewusste Embedded Anwendungen mit spezieller Betonung auf niedrigen Stromverbrauch, hohe Codedichte und hohe Leistung.

Der Prozessor besitzt eine Memory Protection Unit (MPU) und einen schnellen und flexiblen Interrupt Controller und unterstützt damit moderne Betriebssysteme und Echtzeit-Betriebssysteme.

Mit einem reichhaltigen Satz an DSP Instruktionen wird eine höhere Rechenleistung erreicht.

Der AT32UC3L enthält modernste picoPower Technologie für extrem niedrigen Stromverbrauch. Mit kombinierten Strom-Kontrolltechniken wird die aktive Leistungsaufnahme auf niedrige 0.5mW/MHz gebracht und der Leckstrom auf 100nA und es stehen dann immer noch eine Bank von Backup Registern zur Verfügung. Das Bauteil erlaubt eine breite Palette an Trade-offs zwischen Funktionalität und Stromaufnahme und gibt dem Benutzer die Möglichkeit, den niedrigstmöglichen Stromverbrauch mit dem für die Anwendung erforderlichen Funktionsumfang zu erreichen. .

Der Peripherie Direct Memory Access (DMA) Controller ermöglicht – ohne Einwirkung des Prozessors – Datentransfers zwischen Peripherie und Speicher. Der Peripherie DMA Controller reduziert bei Transfers von fortlaufenden und grossen Datenströmen den Prozess-Overhead dramatisch. AT32UC3L enthält on-chip Flash und SRAM Speicher für sicheren und schnellen Zugriff. Die Flash Vault Technologie erlaubt das Programmieren von geschützten Bibliotheken auf dem Bauteil. Die geschützten Bibliotheken können ausgeführt werden, wenn die CPU im Secure Status ist, können aber nicht von „non-secure“ Software gelesen werden. Das Bauteil kann so an den Endkunden geliefert werden, der seinen eigenen Code in das Bauteil programmieren kann, mit Hilfe der sicheren Bibliotheken, aber ohne das Risiko, dass er den proprietären geschützten Code enthält.

Das Peripheral Event System ermöglicht Peripheriefunktionen, ein Peripherie-Ereignis ohne Intervention durch die CPU zu empfangen, darauf zu reagieren und zu senden. Asynchrone Interrupts erlauben fortschrittliche Peripherie-Operationen in Low Power Sleep Modus.

Der Power Manager verbessert Design Flexibilität und Sicherheit. Er unterstützt Sleep Walking Funktionalität, bei der ein Modul abhängig von peripheren Ereignissen selektiv aktiviert werden kann, und das sogar im Sleep Modus bei gestopptem Modul Takt. Strom Überwachung wird unterstützt durch Power-On Reset (POR) auf dem Chip, Brown-Out Detector (BOD) und Supply Monitor (SM). Das Bauteil besitzt mehrere Oszillatoren wie Digital Frequency Locked Loop (DFLL), Oszillator 0 (OSC0) und System RC Oszillator (RCSYS). Jeder dieser Oszillatoren kann als Quelle für den Systemtakt genommen werden. Der DFLL ist ein programmierbarer interner Oszillator von 20 bis 150 MHz. Er kann mit Hilfe eines genau arbeitenden Oszillators, z.B. dem 32KHz Crystal Oszillator auf hohe Genauigkeit getuned werden

Der Watchdog Timer (WDT) setzt das Bauteil zurück, wenn er nicht regelmässig von der Software bedient wird. Damit kann das Bauteil aus einem Zustand, der das System instabil gemacht hat wieder zurückgeholt werden.

Der asynchrone Timer (AST) in Kombination mit dem 32KHz Crystal Oszillator hat leistungsfähige Real-Time-Clock Fähigkeiten, mit einem maximalen Timeout von bis zu 136 Jahren. Der AST kann im Zähl- oder Kalender-Modus arbeiten.

Der Frequency Meter (FREQM) ermöglicht, durch Vergleich mit einer bekannten Frequenz, das genaue Messen einer Taktfrequenz.

Das Bauteil enthält sechs identische 16-bit Timer/Counter(TC) Kanäle. Jeder Kanal kann unabhängig programmiert werden, um Frequenzmessung, Ereigniszählung, Intervallmessung, Pulsgenerierung, Verzögerungszeiten und Pulsbreitenmodulation auszuführen.

Der Pulse Width Modulation Controller (PWMA) stellt 8-bit PWM Kanäle zur Verfügung, die von einem gemeinsamen Timer synchronisiert und kontrolliert werden können. Für jeden I/O Pin auf dem Bauteil steht ein PWM Kanal zur Verfügung und unterstützt Anwendungen, die mehrfache PWM Ausgänge erfordern wie zum Beispiel LCD Backlight Kontrolle. Die PWM Kanäle können unabhängig voneinander operieren, mit einer unabhängig voneinander gesetzten Einschaltdauer oder im gekoppelten Modus, bei dem mehrere Kanäle zur selben Zeit wechseln.
Der AT32UC3L besitzt auch viele Kommunikationsschnittstellen für kommunikationsintensive
Applikationen wie USART, SPI oder TWI.

Ein universeller 9-Kanal ADC steht zur Verfügung wie auch acht Analogkomperatoren (AC). Der ADC kann im 10-bit Modus mit voller Geschwindigkeit arbeiten oder mit reduzierter Geschwindigkeit im Enhanced Modus, mit bis zu 12-bit Auflösung. Der ADC besitzt auch einen Eingangskanal für einen internen Temperatursensor. Die analogen Komperatoren können gepaart werden, und damit erkennen, ob die gemessene Spannung innerhalb oder ausserhalb des definierten Referenzfensters ist.

Das Capacitive Touch (CAT) Modul erfasst eine Berührung an einem externen kapazitiven Berührungssensor, unter Anwendung der QTouch Technologie. Kapazitive Berührungssensoren benötigen, im Gegensatz zu normalen Druckschaltern, keine externen mechanischen Komponenten und deshalb auch weniger Wartung in der Kundenapplikation. Der CAT Modul erlaubt den   Anschluss von bis zu 17 Berührungssensoren oder bis zu 18 mal 8 Matrixsensoren. One-touch Sensoren können so konfiguriert werden, dass sie autonom ohne Interaktion der Software operieren und bei Aktivierung aus dem Sleep Modus aufgeweckt werden.

Der AT32UC3L hat ein Class 2+ Nexus 2.0 On-Chip Debug (OCD) System integriert, mit nicht beeinflussendem Echtzeit-Trace, Schreib-/Lese-Speicherzugriff mit voller Geschwindigkeit zusätzlich zu den grundlegenden Laufzeitkontrollfunktionen. Die NanoTrace Schnittstelle ermöglicht die Trace Funktionen für aWire oder JTAG basierende Debugger. Die single-pin aWire Schnittstelle stellt alle Funktionen der JTAG Schnittstelle auch durch den RESET Pin zur Verfügung stehen, sodass die JTAG Pins für GPIO oder Peripherie genutzt werden können.