Yo creo que depende de la velocidad que esperes del circuito, con un micro simple a no ser que tenga una BUENA velocidad no creo que lo cumplas.
Ya que la propagacion esta en un valor tipico de 125ns, pensar usar un micro que no se pueda hacer por completo eso seria de algunas instrucciones, como preguntar por el ENABLE 1/2 saltos, 3/4 intrucciones mas.
De 8 bits en microchip solo llegan a 32Mhz (125ns 1 sola instruccion) y los CLC permiten hacer algo de HW pero no tanto. Ya que de entrada tenes la logica OR/AND y luego si podes seleccionar lo que ofrece (flip flop D, JK, D con reset y set.)
Hay micros con hasta 4 de estos CLC, pero eso te serviria para 4 salidas. las demas no.
Aunque podes usar 2 de 14 pines es lo minimo
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/40001770B.pdfAunque no logro ver el tiempo de propagacion en las especificaciones.
Sino como bien dicen, un CPLD y ya estaria. Tamcpoco irse sin necesidad a un FPGA
Una cosa que no veo es porque has prescindido de las puertas NOT en MA0, MA1, MA2, MA3 y en las 4 salidas de los 2 primeros flilp-flop.
Si a la entrada tenes un 1, al FF-D le llega un 0, lo cual las salidas despues de negarse Q0 = 1 y Qnegado = 0
Si le quitamos los NOT:
Entrada tengo un 1, FF-D guarda un 1, salidas Q0 = 1 y Q negado = 0
Imagino que los debe tener por tema de la propagacion y no por capricho, asi lograr tener un mismo tiempo entre un cambio de direccion o uno de clock.
En cuanto al circuito original creo que va alimentado a 6 voltios, podría meter un diodo para bajar a 5.3 voltios la alimentación de estos 74xx, o buscar lo mismo con los CMOS 4xxx.
Creo que vas a necesitar utilizar los TTL, por ser mas rapidos, vi un CMOS CD40175 ( Quad FF-D ) y tiene una propagacion de 200ns tipico. Mientras que el TTL esta en los 30/40ns
