数字化技术和嵌入式系统的发展，以及人们对电子产品在功能、性能以及信息化方面要求的不断提高，导致电子产品的设计复杂度日益增大。同时，激烈的市场竞争导致产品的更新换代加快。因此，电子产品的设计面临设计复杂度提高和设计周期缩短的双重压力，传统的设计方法和设计环境已无法满足需求。虚拟原型技术的迅速发展，为探讨新的设计方法提供了良好的技术基础。本文主要面向电子产品设计，研究在虚拟原型技术条件下的产品设计方法，以及虚拟原型仿真环境的相关技术。 相对于物理原型，虚拟原型具有成本低、速度快、灵活性强等优点，近十年来受到了广泛的重视，应用领域日益广泛；但是目前虚拟原型技术及其应用，还处于发展阶段，缺乏对整个产品生命周期的支持，以及明确的方法学上的指导。现有的并行设计方法多采用基于知识的方法或基于约束的方法，它们都存在不适用于复杂设计，不利于启迪创新等缺点，因此实际应用范围有限。针对上述问题，本文给出了渐进式虚拟原型的概念，用原型树模型刻画渐进式虚拟原型的构成方式和进化过程，并在螺旋模型的基础上，提出了基于渐进式虚拟原型的并行设计方法。该方法为虚拟原型技术和并行设计找到了较好的结合点，对虚拟原型技术在产品并行设计中的应用提供了方法学上的支持。 电子产品涉及机械、电子等多个设计领域，多领域协同建模与仿真是虚拟原型仿真的关键问题。目前，各个设计领域都存在着多种标准、语言和实现流程，尚难做到统一。因此本文采用异构建模的方法，把多领域协同仿真中的异构性定义为领域异构性和数据异构性两个层次，并提出一种支持异构建模与仿真的协同仿真模型——域对象模型。该模型提供多层抽象机制，从工具封装和领域间信号适配两个层次上解决异构性问题，为多领域协同仿真提供了有效的模型支持。 基于域对象模型，不同工具的交互可以抽象为具有一定语义的域对象之间的交互。本文重点研究了电子产品设计中常用的描述模型及其语义特点。基于对语义模型交互中信号构成的分析和统一的形式化表示，本文提出一种基于信号映射的语义交互机制，并给出了实现框架。 在异构仿真方式下，虚拟原型仿真需要多领域仿真工具之间的协同。由于各仿真工具的领域不同，运行平台不同，在应用中呈现非常复杂的情况。本文在分析域对象交互的层次抽象本质的基础上，提出一种多领域协同仿真平台的结构模型，及 国 防科学技术大学研究生院学位论文一其通讯协议。并在此基础上设计实现了一个分布异构环境下的多领域协同仿真平台CosimBus。该平台屏蔽了底层交互细节，提供了一致的接口规范，建立了统一的基于域对象的交互和管理视图。并且具有便于工具集成，灵活、可扩展等优点，可以较好地满足电子产品虚拟原型仿真的需求。 CosimBus需要对域对象的交互提供通讯支持，并实现域对象之间正确的同步。在域对象同步方面，本文针对异构方式下虚拟原型仿真的特点，基于保守同步机制，提出了一种面向多领域协同仿真的时间管理算法，及针对具体仿真工具的优化策略。在事件管理和通讯管理方面，本文给出了主要的管理模块及其功能设计。上述功能在CosimBus中实现为时间管理、事件管理和通讯管理三个模块，为域对象的交互提供服务接口。 在CosimBus平台的基础上，我们实现了一个面向电子产品设计的协作虚拟原型环境YH（VPE。并在该环境中应用基于渐进式虚拟原型的并行设计方法完成了两个应用实例的设计：手持式卫星定位电子地图和工业机械手示教盒。充分证明了本文提出的设计方法以及虚拟原型仿真环境可以有效地支持电子产品设计。 本文的研究成果，对于丰富并行设计方法学理论，以及推动虚拟原型技术的发展和应用都具有重要的理论和实践意义。