ساختارهای crossbar با در نظر گرفتن مزایایی چون مساحت پیاده سازی پایین، سرعت عملیاتی بالا و همچنین سازگاری بالا با تکنولوژی cmos مرسوم نسبت به ساختارهای مشابه دیگر در مقیاس نانو بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. استفاده از نانو وسایل ممریستوری در این ساختار ها قابلیت های ویژه دیگری مانند پیاده سازی حافظه ها و مدارات منطقی را در این لایه محقق ساخته است. با ظهور ممریستور، پیشنهادی برای تغییر مبنای مدارات منطقی ارائه شده است که بر مبنای استلزام کلی (material implication) است. در این پایان نامه مداری متشکل از نانو سیم ها و نانو سوئیچ های ممریستوری جهت پیاده سازی مالتی پلکسر مبتنی بر استلزام کلی پیشنهاد شده است که کارایی بالاتری را نسبت به مدارات قبلی دارد. در ادامه، ساختاری برای پیاده سازی مدارات ترکیبی با حذف مدارات خواندن/ نوشتن بین بلوکی پیشنهاد شده است که سرعت عملیاتی و بازده سطح مورد نیاز آنها را بطور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. بطور نمونه، در پیاده سازی جمع کننده بر مبنای مالتی پلکسر نسبت به nand در تاخیر و مساحت پیاده سازی به ترتیب 40% و 50% بهبودی به عمل خواهد آمد. در بخش دوم، به طراحی و شبیه سازی فیلتر های فعال میان گذر ممریستوری و امکان پیاده سازی آنها را توسط مدارات نانو cmos/crossbar می پردازیم. مزیت عمده این فیلتر ها امکان تنظیم مشخصات آنها در سطح مدارات مجتمع و با برنامه ریزی ممریستور ها می باشد. این فیلتر ها قادرند تا مشخصاتی چون فرکانس، پهنای باند و بهره فیلتر را در رنج مشخصی تغییر دهند.