Что касается ПЛИС - она подходит без всяких оговорок. Кроме того, Вы можете сделать универсальную плату (PCI 5V, PCI 3.3V) не предпринимая никаких дополнительных мер (за исключением ключа 3.3В на разъеме PCI): стандарт контактов ПЛИС "PCI_5V", устанавливаемый в проекте для сигналов PCI сигнального окружения 5В без проблем обеспечивает работоспособность и в сигнальном окружении 3.3В (уровни сигналов не могут быть выше VCCO), поэтому достаточно единственной конфигурации для обоих сигнальных сред.
В качестве источников питания можно использоать как линейные, так и импульсные источники вторичного питания, главное чтобы они обеспечивали требуемый ток нагрузки. Выбранная ПЛИС будет потреблять не более 150 mA (2.5В) и еще меньше - по напряжению 3.3В (VCCO) при использовании ее в качестве контроллера PCI 33МГц. Вопрос с электропитанием можно решить еще изящнее: использовать линейный источник источник питания TPS73HD325, который формирует сразу оба напряжения питания (2.5В и 3.3В) и имеет конакты для организации загрузки ПЛИС из ПЗУ (контакт RESET выполняет функцию супервизора и при загрузке ПЛИС из ПЗУ соединяется к сигналу "PROG" загружаемой ПЛИС). Описание TPS73HD325 приводится во вложенном файле.
Вопрос подключения блокировочных конденсаторов сейчас рассматривается на форуме. А если короче, то Вы правильно мыслите: на каждый вывод питания необходимо "повесить" по 0.1 мкФ, а поповоду электролитов тоже можно не беспокоиться - все будет нормально работать, если источник питания будет обслуживать только ПЛИС и ПЗУ. В ином случае можно просто увеличить емкости, но лучше их рассчитать. Информацию по рассчету емкостей (организации питания), а так же по ПЛИС можете почерпнуть из сайта www.xilinx.com (файл "xapp158.pdf" скачан с этого сайта, в нем рассматривается вопрос развязывающих емкостей и приведена методика расчета).