技术领域 本发明涉及一种有关包含LSI的系统的所谓高水平设计的设计方 法。 背景技术 CMOS实用化以来的30年中，占领市场一半以上份额的历史有10 年以上。 LSI迎来了大转折点。迄今为止，LSI厂家都是通过倾力于细微化来 构筑CMOS LSI战略的。但是，时至今日，仅靠微细化来兼顾CMOS LSI 的高速化和低电力化这两个方面已经比较困难了。(参照“从微细化转向 综合实力，再构筑CMOS战略”日经微观设计，2000年8月号，PP.118 -121)。 兼顾高速化和低电力化两个方面的困难问题之一，是泄漏电流的问 题。 即，如果伴随着微细化来推进栅极氧化膜的薄膜化，则栅漏电流剧 增，从而不能满足应用设备的要求。例如，在相当于0.15μm规格的栅极 氧化膜厚度为2-2.5nm的产品规格中，穿过栅极氧化膜的遂道电流值超 过了移动式机器所要求的数μA的待机电流值。另一方面，如果想要按应 用机器的要求来控制待机电流，则对高速化来说是必不可少的栅极氧化 膜的薄膜化无法进一步提高。这就意味着，要兼顾高速化和低电力化两 方面是极为困难的。 发明内容 鉴于以上所述问题的存在，本发明的目的在于：提供一种在有关包 含LSI的系统的高水平设计中考虑了峰值电流的设计方法。 为了达到以上所述目的，本发明第一技术方案的LSI系统设计方法， 是在系统设计水平上设计包含LSI的系统的方法，包括：对于构成系统 的各功能单位，一面评价该系统整体的性能及消耗电力，一面决定设计 条件的步骤；所述步骤是：对所述各功能单位中的至少任意一个，预先 准备表示泄漏电流与性能的协调关系的硬件模型，并且一面参照所述硬 件模型所表示的协调关系，一面决定该功能单位的设计条件。 本发明的第二技术方案的LSI系统设计方法，把所述第一技术方案 的LSI系统设计方法的设计条件设定为：包括电源电压、阈值电压以及 栅极绝缘膜厚度中的至少任意一个。 本发明的第三技术方案的LSI系统设计方法，把所述第一技术方案 的LSI系统设计方法的硬件模型设定为：包括把阈值电压作为媒介变数 来记述由源-漏泄漏电流产生的泄漏电力与性能的关系的内容。 本发明的第四技术方案的LSI系统设计方法，把所述第一技术方案 的LSI系统设计方法的硬件模型设定为：包括把电源电压作为媒介变数 来记述由栅漏电流产生的泄漏电力与性能的关系的内容。 本发明的第五技术方案的LSI系统设计方法，把所述第一技术方案 的LSI系统设计方法的硬件模型设定为：包括把栅极绝缘膜厚度作为媒 介变数来记述由栅漏电流产生的泄漏电力与性能的关系的内容。 另外，本发明的第六技术方案的LSI系统设计装置，是在系统设计 水平上设计包含LSI的系统的装置，作为对于构成系统的各功能单位， 一面评价该系统整体的性能及消耗电力，一面决定设计条件的装置，对 所述各功能单位中的至少任意一个，使用预先准备的表示泄漏电流与性 能的协调关系的硬件模型，一面参照所述硬件模型所表示的协调关系， 一面决定该功能单位的设计条件。 另外，本发明的第七技术方案的记录有让计算机执行的程序的记录 媒体，作为记录有用于让计算机在系统设计水平上设计包含LSI的系统 的程序的记录媒体，使计算机执行对于构成系统的各功能单位，一面评 价该系统整体的性能及消耗电力，一面决定设计条件的步骤；在所述步 骤中，对所述各功能单位中的至少任意一个，使用预先准备的表示泄漏 电流与性能的协调关系的硬件模型，一面参照所述硬件模型所表示的协 调关系，一面决定该功能单位的设计条件。 附图说明 下面简要说明附图。 图1是表示本实施例中的构成作为设计对象的LSI系统的各功能单 位的工作概略的时间图。 图2是表示功能单位D的硬件模型一例的图。 图3是表示通过软件全部实现了各功能单位时的评价结果的图。 图4是表示通过硬件D1实现了功能单位D时的评价结果的图。 图5是表示通过硬件D2实现了功能单位D时的评价结果的图。 图6是综合图3～图5的评价结果的图。 图7是表示图2的各硬件模型的实现方法的图。 图8是表示考虑了栅漏电流的硬件模型，即以电源电压为媒介变数 的硬件模型一例的图。 图9是表示考虑了栅漏电流的硬件模型，即以栅极绝缘膜厚度为媒 介变数的硬件模型一例的图。 下面简要说明附图符号： VDD—电源电压，Vth—阈值电压，Tpd—性能，Pleak—由源- 漏泄漏电流产生的泄漏电力，Pgleak—由栅漏电流产生的泄漏电力，Tox —栅极绝缘膜厚度。 具体实施方式 下面参照附图说明本发明的一个实施例。 本实施例对含有LSI的系统，在被称为系统设计水平的高层次上进 行设计。在此，采用被称为硬件软件互补设计的设计手法。所谓“硬件 软件互补设计”，是指将硬件和软件掺和在同一系统内的设计。具体地说， 关于构成LSI系统的各功能单位，首先，全部利用使用了CPU的软件来 实现，评价此时的系统整体的处理时间。而且，为使处理时间满足给定 的规格，按照把功能单位依次置换为适当的硬件这样的顺序来实行。 图1是表示构成设计对象的LSI系统的各功能单位的工作概况的时 间图。构成LSI系统的各功能单位A，B，C，D按照图1所示的时间进 行工作。 而且，本实施例关于功能单位D，准备了表示泄漏电流与性能的协 调关系的硬件模型。 图2是表示功能单位D的硬件模型的一例的图。在本实施例中，如 图2(a)所示，作为功能单位D的硬件模型准备了以阈值电压Vth作为 媒介变数来记述源-漏泄漏电流产生的泄漏电力Pleak与性能(延迟)tpd 的关系的列表数据。在此，电源电压及氧化膜厚度，给定的值是一定的。 一般来说，性能tpd以及泄漏电力Pleak按照以下所述的式子来表示。 【式1】 在此，VDD是电源电压，C是电容，k、m是常数，S是平方常数。 因此，在使阈值电压Vth的值产生变化时，性能tpd及泄漏电力Pleak沿 如图2(b)所示那样的曲线变化。 下面，参照图3～图5就有关与本实施例相关的LSI系统设计方法 进行说明。 首先，如图3(a)所示，通过软件全部实现了构成系统的各功能单 位A、B、C、D。图3(b)、(c)表示此时的CPU负载及消耗电力的评 价结果。如图3(b)所示，此时的处理时间是“6.0”，如图3(c)所示， 由CPU的泄漏电流产生的耗电量为“6.0”(＝1×6)。 其次，如图4(a)所示，假设通过硬件只实现了功能单位D。图4 (b)、(c)表示此时的CPU负载及消耗电力的评价结果。此时，如图4 (b)所示，功能单位D的处理时间tpd从“2.0”缩短到“0.5”，系统整 体的处理时间为“4.5”。另一方面，如图4(c)所示，由功能单位D的 泄漏电流产生的电力消耗新产生出来，因泄漏电流产生的耗电量，加上 CPU的部分为“13.5”(＝(1+2)×4.5)。 再有，如图5所示，假定通过硬件D2只实现了功能单位D。图5(b)、 (c)表示此时的CPU负载及消耗电力的评价结果。此时，如图5(b) 所示，功能单位D的处理时间tpd为“1.0”，系统整体的处理时间为“5.0”。 另一方面，如图5(c)所示，因泄漏电流产生的耗电量，加上CPU的部 分为“7.5”(＝(1+0.5)×5)。 图6是综合了所述评价结果的图。从图6可知，在通过软件实现了 功能单位D的情况下，因泄漏电流产生的耗电量变得最小，但其反面是 使处理时间变长。另一方面，在通过硬件D1实现了功能单位D的情况 下，处理时间变得最短，但因泄漏电流产生的耗电量却变得最大。而且， 在通过硬件D2实现了功能单位D的情况下，比较通过软件实现了功能 单位D的情况，由泄漏电流产生的耗电量并不那么大，能缩短处理时间。 参照图6的评价结果，可以结合想要设计的LSI系统的用途和功能，选 择功能单位D的实现方法和设计条件(在此阈值电压为Vth)。 并且，如图2所示的阈值电压Vt的设定，能通过VT CMOS等一般 的阈值电压控制技术来比较容易地实现。图7(a)是对应硬件D1、D2 的晶体管电路图。在硬件D2中，通过给衬底电位施加偏置电压，可设 定与硬件D1不同的阈值电压Vt。而且，图7(b)、(c)，分别是概念性 地表示对应硬件D1、D2的晶体管结构的附图。在图7(b)的结构中， 晶体管的源极直接连接在衬底接点11上，另一方面，在图7(c)的结 构中，晶体管的源极通过DC-DC转换器12连接在衬底接点11上。 另外，在此，作为泄漏电流，考虑到了源-漏泄漏电流，对于栅漏电 流也能同样地考虑。 一般来说，性能tpd及栅漏电流Igleak，通过以下所述的式子表示。 【式2】 在此，A、n是常数，VDD是电源电压，Tox是栅极绝缘膜厚度。 从上式可知，栅漏电流Igleak和性能tpd的关系，能以电源电压VDD作 为媒介变数来进行记述，另外，也能以栅极绝缘膜厚度Tox作为媒介变 数来进行记述。就是说，关于栅漏电流，能准备如图8及图9所示那样 的硬件模型。 在图8(a)中，作为功能单位D的硬件模型，表示了以电源电压VDD 作为媒介变数记述由栅漏电流产生的泄漏电力pgleak与性能tpd的关系 的列表数据。在此，设阈值电压Vt及栅极绝缘膜厚度Tox，给定的值是 一定的。使电源电压VDD的值变化时，性能tpd及泄漏电力pgleak沿如 图8(b)所示的曲线变化。 在图9(a)中，作为功能单位D的硬件模型，表示了以栅极绝缘膜 厚度Tox作为媒介变数记述由栅漏电流产生的泄漏电力pgleak与性能tpd 的关系的列表数据。在此，设电源电压VDD及阈值电压Vt给定的值是 一定的。使栅极绝缘膜厚度Tox的值变化时，性能tpd及泄漏电力pgleak 沿如图9(b)所示的曲线变化。 通过使用如图8或图9所示的硬件模型，采用与所述方法同样的方 法进行系统设计，能进行考虑了栅漏电流的高层次设计。 并且，本发明的实施例的LSI系统设计方法，能通过配置有执行用 来实现该方法的程序的计算机的装置来实现。而且，本发明的实施例的 LSI系统设计方法能通过把用于实现该方法的程序记录到计算机可读记 录媒体中，并使计算机执行记录在该记录媒体上的程序来实现。 式1 tpd＝n×Tox×Cload×VDD/(VDD-Vth)2 Ig_leak＝(VDD/Tox)2×exp(-A×Tox/VDD) 式2