Im 80C166/167 ist ein klitzekleines Progrämmelchen, der Boot-Loader fest drin (sind nur wenige Byte). Mit dessen Hilfe kann nach Reset mit bestimmten Pegeln an gewissen Pins ein ich glaube max. 32 Byte langes 'Lade-Programm' in den RAM-Bereich geladen werden. Dieses Programm lädt anschließend die ellenlange Hex-Datei an die richtige Stelle.
Beim Mega wird wahrscheinlich ein 'Boot-Programm' (Bootloader fits into 1024 word bootloader block) 'reingebrannt', mit dem dann per USB die Hex-Datei in den Mega übertragen wird.