Ok, po kilku miesiącach wróciłem do projektu i udało mi się zdebugować
przyczynę problemu. Okazało się, że nie ma ona nic wspólnego z linią
zegarową. Na takie zachowanie urządzenia tak naprawdę składały się dwie
przyczyny:

1. Główna - okazało się, że w układzie GAL zastosowałem zły wsad. Na
Githubie autora dostępne są dwa pliki jed - "wdg" i "no_wdg". Jeden z
nich generuje sygnał resetujący watchdoga MAX691 na podstawie aktywności
na magistrali, drugi tego nie robi. Użyty powinien być wsad generujący
ten sygnał - druga wersja przeznaczona jest dla osób, które chciałyby
zmodyfikować projekt i zastosować jakiś prostszy układ nadzorujący
zasilanie, niewyposażony w WDT. Okazało się, że nazwy plików są mylące i
to "no_wdt" generuje potrzebny sygnał. Efekt był taki, że układ
cyklicznie mi się resetował.

2. Dodatkowo nałożyły się na to problemy z UARTEM powodowane tym, że
Z84C40 najwyraźniej nie do końca kontaktował z podstawką. Dociśnięcie
scalaka pomogło.

Teraz komputerek działa już od kilkunastu godzin, nawet na kwarcu 10 MHz
i bez rezystora pull-up na linii zegarowej. Zauważyłem tylko, że jest
relatywnie wrażliwy na wstrząsy - raz na jakiś czas mocniejsze trącenie
płytki powoduje rzucenie błedem przez BIOS. Jednak jeśli leży spokojnie
na stole, to działa stabilnie.