目前最为广泛的计算机体系架构是冯·诺依曼架构,在此架构中计算机的处理设备(CPU)与存储器设备是分离的,处理器与存储器通过数据总线通道链接。而这种将存储器与处理器分开的结构会产生了“冯·诺依曼瓶颈”问题,限制了计算机处理数据速度的提高,引发了“存储墙”问题。为了解决此问题,人们迫切的希望能有更先进的结构出现,于是存储计算一体化的概念变被提出,即将计算机的处理器与存储器相结合,这便对存储设备提出了更高的要求。阻变存储器设备(RRAM)由于其不仅具备非挥发性的存储特点,而且还具备优异的电学特性成为了解决这一问题的有利“候选者”。阻变存储器既可以作为存储设备完成数据的存储功能,同时也可以进行逻辑计算,可以实现计算与存储的结合,可能成为未来计算机结构的重要组成部分。但同时对于阻变存储器的开发尚在理论研究阶段,阻变存储器的温度特性还不是十分稳定,尚可在电路方面进行改进。基于阻变存储器的逻辑计算方法已经有一些论文进行讨论,本文是在前人的基础上利用新型的计算逻辑设计了效率更高的计算电路,同时也针对阻变存储器的温度特性,对存储器芯片的外围读写电路展开改进,提高了阻变存储器在不同温度下的稳定性,论文的主要工作如下:首先,本文基于阻变存储器的新型逻辑方法一一多数表决器逻辑,设计了高效的一位全加器电路,并拓展了乘法器电路的设计,与传统的“蕴含”逻辑对比,本文设计的加法器在计算步骤上面最少,降低了操作脉冲的冗余度,减小了操作步骤之间的计算误差,电路验证本文设计的加法器可以正确的完成加法运算。其次,本文针对阻变存储器随温度变化的特点,在存储器芯片外层电路设计方面采用了写验证方法和自适应的灵敏放大器来应对。对写入的数据经过多次验证再写入到存储器中,牺牲了写入速度但是提高了存储的准确性,也使得在计算时减少了错误的产生。而在读出数据方面,通过可以自适应的灵敏放大器,根据温度条件的不同来改变参考信号的大小来确保读出的正确性。最后,通过仿真和实验验证,基于阻变存储器可以实现存储与计算一体化,为未来计算机的新型结构提供了一种可能,并且通过外围电路的设计可以提高阻变存储器芯片对温度的稳定性,拓宽了阻变存储器芯片的工作温度范围。