Насчет варианта с ВМ3А.
1. Область адресов 000000 - 160000 ( 56 кбайт ) лучше сделать 0 тактов задержки на СОЗУ. При надлежащем исполнении узла ВМ3А можно будет получить 2 млн рег-рег ( линейное исполнение )
2. Область адресов 56 кбайт - 4 мбайт занимает полСИММа 72 выв, предполагаемое расчетное время ожидания - 400 нс. ( не хуже ), при тактовом генераторе 24 мгц.
3. Следует организовать регистровый файл с 572ПА1, примерно 8 регисторов, можно и 580ВВ55А применить как собственно регистры .

Отмечу, что для 8-нотного ( программного ) исполнения семплов максимальная частота дискретизации будет в районе 22 кгц 8 бит, ввиду медлительности 1801ВМ3А - 6 мгц, и только с тщательной оптимизацией софта.

Т.е. проще сделать переход МПИ-ISA16, даже и с ДМА ( либо разместить массив для ДМА в составе переходника ).