Смотря на каком микроконтроллере. На AT91SAM9261 можно, см. проект "ZX Yellow Line Spectrum
http://zx.pk.ru/showthread.php?t=4569
Надобность в ПЛИС при этом совершенно отпадает!
Вся схема Спектрума имитируется AT91SAM9261, а z80 один из 5 чипов, на котором собирается весь компьютер.