Hola y bienvenido al foro!
Lo de que el ladrillo negro falle me suena de algo...
En mi caso se llevo por delante uno de los chips de memoria RAM. Como comprobacion sencilla mira a ver si alguno de los chips se calienta mas que el resto.
Realmente, sin chips para intercambiar es muy dificil (puede que incluso imposible?) encontrar la causa. Y teniendo encuenta tus estudios, sabes mas del tema que yo. Ademas de probar la RAM ve sustituyendo todos los 74LS empezando por los que esten relacionados con el 8701.
Tambien puedes hacer un sustituto de la PLA con una EPROM, no es un reemplazo 100% pero al menos te indicaria si es la PLA (que es lo mas probable).
Saca el SID 6581, sin el, el ordenador deberia funcionar pero si estuviera mal podria impedir que arranque.
Y prueba a cargar, tecleando a ciegas, desde disco o cinta. Si la unidad de discos da sintomas de funcionar normalmente indicaria hacia el VIC.
De momento es lo que se me ocurre sin tener chips.