当下,主流计算机中采用的仍然是上世纪提出的冯·诺依曼架构,即将计算机简单的分为几个独立的模块,各模块通过总线连接。随着处理器性能的年均增速远高于存储器性能的年均增速,当存储器运算能力足够强时,存储器的运算速度已经远远超过访存速度,即使再增加器件也无法完全利用,这就是目前难以突破的冯诺依曼瓶颈和内存墙问题。为了解决这些问题,我们亟需寻找一些新的结构和方法。近年来,为突破传统RAM带来的限制,各种新型的RAM层出不穷。其中RRAM阻变式存储器就是一种新型的存储器,其具有存储数据不会丢失、结构简单、较高的集成度和较低的功耗等优点,一度被看好可以作为打破传统器件带来的限制的新兴器件,能够在未来取代Flash存储器成为新型的主流存储器。此外,与MOS器件结构相比,RRAM具有更高的抗干扰能力,同时,存为RRAM阻态的数据也是非易失的,在系统掉电后不会丢失,能够更加稳定高效的工作。在本文中,提出了一种基于RRAM的5T2R交错耦合的电路结构,可以通过不同的耦合路径,以及两种不同的编码方式,从而在内存中实现两个一位操作数的多种逻辑运算功能。该结构提供了两种模式下的多种逻辑运算,一种是利用两个RRAM和四个CMOS晶体管,将阻态作为输入,而新的运算结果存为新的阻态,更改原阻态的IMPLY操作、与操作、置零操作和保持操作,该方案可改变不同的输入电压实现不同的组合功能;另一种则是根据不同的连接方式,可实现克服阻态交叉的逻辑与、逻辑或操作,同时,利用不同编码方式,可以实现异或操作。并且,利用不同的周期或者不同的单元,实现半加功能,通过与操作和异或操作实现半加器的进位和求和,这一模式下的运算,不需要改变写入的阻态,计算结果直接通过灵敏放大器读出。在这一模式下,各种逻辑运算不需要改变原状态,因此,提高了RRAM的使用寿命。最后,对提出的单元进行仿真,经分析,在基于相同工艺技术的基础下,Scouting逻辑结构存在阻态交叉而使逻辑与和逻辑或的运算成功率为90%多,而对于提出的5T2R交错耦合电路结构,克服了阻态交叉对结果造成的影响,使运算成功率可以达到100%,体现了结构的可靠性。该方案的提出,为RRAM的研究提供了一个新的思路。