хоть некотрые тут с АРМатурами бегают 
как вам например такая вещь как eZ80f93(internal flash 64kb, 60ns)+SRAM512kb(fast, zero wait) (вообще без никакой обвесной логики или плм-ок) втыкающаяся на место Z80. у сей вещи есть пара траблов,
а) маленький - скорости не совпадут в любом случае, но хороший запас позволяет производить "эмуляционное торможение"
ну всякие новые команды вряд ли можно траблом считать (но эмуляция их тоже поправит)б) большой - порты #0000-00FF заняты интернальной неотключаемой гадостью (или вкусностью, кому как), поэтому раз уж решились на эмуляцию, эту траблу тоже легко убить.
хотя эта эмуляция-недоэмуляция (а именно для нее и для ядра ОСи если будет, и взят чип с FLASH на борту, а так есть eZ80L92 еще дешевле) в общем-то нужна для обычного Спектрум-софта, которому-то из возможностей eZ80 разве что скорость да 512к достанутся, а все остальное ему не потянуть.
из плюсов по поводу совместимости - вся совместимость ляжет на старую плату спека. каким он был, таким и останется
тактовая наверно до 20мгц (а в максимуме это до 80мгц старого z80) - а реально может даже 14Мгц - хорошо бы взять ее прям с платы (но это нарушит принцип "воткнуть вместо Z80") чтоб синхронно с платой работать. Большие частоты вряд ли потянет плата старого Спека (т.к. можно вставить только до 7 wait-ов в цикл шины ez80f93, что при 20мгц примерно и соответствует 1 такту 3.5мгц).
Девайс видится такой - eZ80f93(20мгц), 512k, кварц ~20мгц, батарейка/кварц RTC, разъем внешних устройств (туда все порты, UARTы, GPIO и тд - если что нужно снаружи и привесим), 3.3v питание, разъем в панель Z80.
Сильные волнения насчет синхронной работы с видеоадаптером. по-идее wait-ами должно решится, но вот такая экзотика как ДММЦ в турбо-режиме KAY - хз. ну старую турбу можно и нужно отрубать в принципе. ну и еще это самое "3.3v, 5v tolerant levels" как-то неизвестно что выдаст.
