По поводу программной реализации USB не так уж и много кода она занимает, другое дело что она занимает много ресурсов самого процессора, но опять же зачем изобретать велосипед, когда в природе существует множество контроллеров с аппаратной поддержкой USB!
А по поводу ФС, тут уже нужна оператива, но тем нименее это вполне можно реализовать например на ATMega8 у которого всего 1кбайт ОЗУ, но конечно только в режиме только чтение, для записи тут уже оперативы не хватит.
Я сам лично видел множество проектов программного mp3 плеера на простеньких МК с поддержкой графического дисплея. Конечно в этих плеерах в качестве mp3 декодера выступала специальная микросхема, такая как VS10xx