3Vで確実に動作するROMがあるかというと、探せば当然あるわけで最近の大容量フラッシュROMは逆に3.3V品しかなかったりします。
ただ今回のようにシングルボードのブートに使おうとすると最初にボードの外でROMライタでモニタプログラムを書き込んでおく必要があります。ところが3.3Vフラッシュの29LVシリーズとかでは電源電圧が2.7~3.6Vとなっていて5Vを想定した手持ちのROMライタが使えません。また同じ理由でパッケージも表面実装品だと困ります。
ということで他に当たっていたらちょうどいいのが見つかりました。日立の電気消去型EEPROM、HN58Vシリーズです。これにはDIP形状もあるし、動作電圧が2.7~5.5Vと広範囲で使えそうです。
ではSRAMはどうするか、ということになりますがこれは3.3V品の例えば東芝TC55Vシリーズ(動作電圧2.7~3.6V)を直付けしてしまえばいいということになります。
と、ここまで仕様が固まりかけてちゃぶ台返しですが、このボードは周辺をどう拡張するかによりまだ3V動作固定に決めきれません。SRAMの動作電圧範囲は狭いので搭載は断念、3V-5V両電圧対応にしておきます。デバッグ中も都度ユーザプログラムをオンボードでEEPROMに書いてしまえば良いわけでSRAMと変わりありません。繰返し耐久性も10^5サイクルとされているので大丈夫でしょう