Вполне возможно. Я не разбирался пока. Но вроде попадались мне в сети проекты C64 на ПЛИС. Но главное, чтобы железо имело возможность запустить Commodore, а там может кто-то другой сделает, когда мой девайс наконец будет готов. Идея как раз и состоит в том, чтобы сделать универсальное устройство, вложить пару-тройку компов туда для начала, а дальше пополнять коллекцию с помощью других энтузиастов, если оно начнет набирать популярность.
Я тут нашел интересный чип MachXO2 от Lattice. По сути это ПЛИС, но с интересными возможностями. Модель 640HC питается от 3.3В, не требует внешнего конфигуратора, выпускается в корпусе 100-LQFP (меньше нет, но всяко лучше чем 144) и имеет на борту быструю память (2 блока по 1024 х 9 бит со скоростью обмена до 120МГц). Стоит такой чип всего $6. Этой памяти достаточно, чтобы хранить таблицу для преобразования 1024 цветов в 18-битный RGB. То есть этого хватит на палитры от многих компьютеров. Но даже если этого будет мало, то девайс позволяет при старте загружать свою конфигурацию, вместо прошитой, по SPI или I2C для чего можно задействовать все тот же установленный на плате STM32. Причем эта конфигурация не прошивается во Flash чипа (хотя можно и прошить при желании опять таки с SD карты, например), так что при следующем запуске загрузятся прошитые палитры если их достаточно для запускаемого на данный момент компьютера. Мне кажется это решение оптимально - схема усложняется незначительно, остаются запасные пины на ПЛИС, удорожание незначительно, но при этом появляется возможность вывода 18-битного цвета (262144 цветов).