随着半导体技术的发展,目前基于电荷存储机制的非易失性存储器因为尺寸缩小带来的漏电荷问题越来越严重,传统采用缩小尺寸方法提高存储密度的操作变得越来越困难。人们急需通过寻找新材料、设计新结构等方法来提高存储器性能,而阻变存储器具有结构简单、操作电压低、擦写/编程速度高以及与传统CMOS工艺兼容等优点,存储潜力大,有望取代现有闪存成为下一代非易失性存储器。近年来科研人员加快了对阻变存储器研究步伐,ITRS预测RRAM在2020年可能达到量产,但目前通用的测试系统中并没有专门针对阻变存储器的测量系统,所以研发相关的测量系统迫在眉睫。由于RRAM研究尚不够成熟,器件均一性和耐受性差,所以其测量方法比较特别,既需要直流扫描测量,也需要脉冲测量,而现有通用设备一般只能用于直流扫描测试,测量精度高但扫描时间不确定,很容易对器件造成损伤,因此无法满足RRAM性能测试的全部要求。本课题在研究了相关的阻变存储器工作原理和测量特性的基础上,主要针对现有通用半导体测试设备用于阻变存储器测试的不足之处,设计一套用于阻变存储器阵列测试的测量系统。并且结合阻变存储器测量原理总结了针对RRAM的高速脉冲测量方法和脉冲幅度渐高式操作方式,设计了相关测量方案,完成了测量系统的设计与实现。最后利用测量系统进行了相应的阻变存储器芯片测试,验证了系统的可行性和实用性。主要工作包括分析测量需求,总结测量方法,设计测量方案;设计FPGA下位机功能程序;完成系统各模块电路原理图设计及相关PCB设计和电路调试、优化;设计测量方案,配合系统完成RRAM测量验证。最终测量系统能够满足1Kbit阻变存储阵列测量需求,具有32路PMU通道输出和32路器件选通能力。输出信号范围为0～4V,脉冲宽度范围50ns-4s,最小测量电流为20nA,驱动能力50mA,基本满足RRAM测量要求。