Der Einsatz von nichtflüchtigen und multi-bit memristiven Bauelementen ermöglicht neue energieeffiziente Hardware-Architekturen, die den ständig wachsenden Anforderungen moderner Anwendungen gerecht werden. Während die jüngste Forschung vor allem memristive Bauelemente für Crossbar-Arrays und hocheffiziente In-Memory-Berechnungen demonstriert hat, soll mit diesem Antrag einen Schritt weitergegangen werden, um die Welt der analogen memristiven Schaltungen mit rekonfigurierbaren digitalen Computerarchitekturen zu kombinieren. Daher schlagen wir die Verwendung von multi-bit RRAM-Zellen zur Realisierung neuer rekonfigurierbarer Logikarchitekturen (FPGAs) vor, die die „quasi-parallele“ Ausführung mehrerer Hardwarekonfigurationen (Multi-Context FPGAs) ermöglichen. Multi-Context-FPGAs (MC-FPGAs) ermöglichen ein schnelles Umschalten zwischen mehreren gleichzeitig verfügbaren Konfigurationen, dennoch leiden konventionelle volldigitale SRAM-basierte Designs aufgrund des erhöhten Speicherbedarfs unter einem immensen Flächen-Overhead. Hier können die Vorteile von memristiven Speichern für diesen Anwendungsfall voll ausgeschöpft werden, was somit zu einer Kombination von digitalen Logikzellen mit analogen memristiven Konfigurationsspeichern führt. In diesem Antrag wird die Multi-Level-Eigenschaft von RRAM-Zellen genutzt, um eine zuverlässige multi-bit RRAM-Zelle mit acht Zuständen und damit eine Multi-Kontext-Speicherung für 3 Konfigurationen zu realisieren. Gleichzeitig ermöglichen spezielle Analog-Digital-Wandler (ADCs) ein zuverlässiges, flächen- und energieeffizientes Auslesen. Die Nicht-Volatilität von RRAMs verhindert zusätzlichen Energieaufwand für die Aufrechterhaltung inaktiver Konfigurationen. Entsprechend soll ein MC-FPGA mit einem aus multi-bit RRAM-Zellen und ADCs bestehenden Konfigurationsspeicher konzipiert, entwickelt und evaluiert werden. Erst durch die Ausnutzung der Vorteile von analogen multi-bit RRAMs, ist es möglich das neue und bisher unerforschte Konzept vollständig RRAM-basierter Multi-Context-FPGAs umzusetzen und somit den immer steigenden Anforderungen moderner Anwendungen gerecht zu werden. Dank der vollständig CMOS-kompatiblen RRAM-Technologie können nicht nur RRAM-Zellen charakterisiert, sondern auch FPGA-Komponenten in Kombination mit memristiven Konfigurationsspeichern in Bezug auf alle kritischen Metriken, einschließlich Fläche, Leistung und Verzögerung, vollständig evaluiert werden. Auf der Grundlage der nicht-funktionalen Charakterisierung wird ein iterativer Designansatz, der auf bestehenden Open-Source-Tools aufsetzt, zu einer ganzheitlichen MC-FPGA-Plattform führen. Dabei werden nicht nur Komponenten einzeln bewertet, vielmehr ist eine Analyse und Optimierung auch auf Systemebene (kompletter MC-FPGA) angestrebt.