Fass wir mal zusammen, du benötigst 500 Ausgänge, die du an die Eingänge deiner SPS anschliest udn dann noch 500 Eingänge um das ergebnis aubzufragen.

Da stellen sich mir ein Paar fragen,

1. Wie viele Mögliche Kombinationen gibt es am Eingang? (wegen dem benötigtem Speicherplatz und der Geschwindigkeit)
2. Ändert sich das Ausgangssignal Zeitlich, oder sind alles feste Zustände? (Geschwindigkeit der Eingänge)

Der Anzatz mit dem Multiplexern ist nicht schlecht. Hier musst du aber aufpassen, das sich die Signale nicht ändern oder du ein Multiplexer mit latch Eingang verwendest. Denn nur so ist ein Zeitliches Abbild der Ausgänge möglich.

Wenn ich Picture richtig verstanden habe, meint er eine riesige Look-up table, diese wäre aber 2^500 Byte groß (hab bei Gigabyte aufgehört zu zählen und das waren es immernoch *10^130 GB), was sich wohl nicht umsetzen lässt.
Deshalb würde ich an deiner Stelle erst einmal Frage 1 und 2 klären bevor ich mir weitere Gedanken mache.