ya que nunca corres tu segundo Query, no encuentras ['cod'] ni ['nom'] y ya que tu matriz es creada dentro del while esta no se define cuando la llamas en el assign.
si lo defines antes igual siempre te marcaría una tabla vacía.
así que necesitarías hacer un array vació con $matriz=[]; y luego llenarla con tus datos, no tiene caso hacer dos llamadas a tu base de datos solo para conocer la longitud del resultado, solo llama tu segundo Query y si la matriz esta vacía tendrá un tamaño de 0.
$BD = new ConexionDB();
$sql = "SELECT cod, nom FROM tabla WHERE campo = 'X'";
$matriz=[];
if ($sth = $BD->query($sql)) {
while ($fila = $sth->fetch(PDO::FETCH_ASSOC)) {
$matriz[] = new DatosVO($fila['cod'], $fila['nom']);
}
if (count$matriz==0count($matriz)==0){
$NoRegistros = "NO EXISTEN REGISTROS";
}
$exito = TRUE;
}
$tpl = new Plantilla();
if ($exito) {
$tpl->assign('NoRegistros', $NoRegistros);
$tpl->assign('lista', $matriz);
$tpl->display('mostrar.tpl.php');
} else {
$tpl->assign('mensaje', $mensaje);
$tpl->display('fallo.tpl.php');
}