什麼是指令集架構？

指令集架構（Instruction Set Architecture，縮寫為ISA），又稱指令集或指令集體系，是計算機體系結構中與程式設計有關的部分，包含了基本資料型別，指令集，暫存器，定址模式，儲存體系，中斷，異常處理以及外部I/O。指令集架構包含一系列的opcode即操作碼（機器語言），以及由特定處理器執行的基本命令。

常見的指令集架構：

複雜指令集運算（Complex Instruction Set Computing，CISC），比如x86架構精簡指令集運算（Reduced Instruction Set Computing，RISC），比如ARM架構x86架構和ARM架構x86架構

學計算機組成原理的時候我們都學過，處理器由運算器、控制器、儲存器組成。其底層只是一些簡單的邏輯閘電路。我們先來了解一下intel 8086這款處理器。

Intel 8086處理器是由英特爾公司在1976年年初開始設計，1978年年中發表的Intel第一款16位微處理器。這款處理器所有的內部暫存器、內部及外部資料匯流排都是16位寬，因此是完全的16位微處理器。20位外部地址匯流排，因此物理定址空間為1MB (即2^20 = 1,048,576)。由於8086內部的地址暫存器是16位寬，因而最大線性定址空間為64KB，什麼是線性定址空間，我們將稍後給出解釋。使用超過64KB記憶體空間時，需要調整段暫存器（segment registers）。直到32位的80386出現之前，8086的這種段定址相當不便。這種分段定址模式，也就是我們後面要說的 真實模式。

x86架構即屬於上面說的複雜指令集，泛指一系列基於Intel 8086且向後相容的中央處理器指令集架構。指令集架構就相當於建造房屋的圖紙，指令集就是機器的語言。8086在三年後為IBM PC所選用，之後x86便成為了個人計算機的標準平臺，成為了歷來最成功的CPU架構。

後面我們也會看到Intel為了向前相容所做的努力，可能也正是這種努力才成就了英特爾，透過向前相容從而節省了龐大的人力和物力。如果不能保障向前相容，英特爾每釋出一款處理器，軟體開發人員早晚得累死在電腦前。同時，也正因為向前相容，阻礙了英特爾現在的發展， 某些方面才會被蘋果的M1吊打。

ARM架構

ARM架構，稱作高階精簡指令集機器（Advanced RISC Machine），屬於上面說的精簡指令集架構，由安謀控股（ARM Holdings）開發，廣泛地使用在許多嵌入式系統設計中。ARM處理器非常適用於行動通訊領域，符合其主要設計目標為低成本、高效能、低耗電的特性。ARM處理器被廣泛使用在消費性電子產品。

ARM架構版本從ARMv3到ARMv7支援32位空間和32位算數運算，2011年釋出的ARMv8-A架構添加了對64位空間和64位算術運算的支援。ARM架構的蘋果M1晶片近期更是喧囂塵上，各種吊打Intel i9。

架構	處理器家族
ARMv1	ARM1
ARMv2	ARM2、ARM3
ARMv3	ARM6、ARM7
ARMv4	StrongARM、ARM7TDMI、ARM9TDMI
ARMv5	ARM7EJ、ARM9E、ARM10E、XScale
ARMv6	ARM11、ARM Cortex-M
ARMv7	ARM Cortex-A、ARM Cortex-M、ARM Cortex-R
ARMv8	Cortex-A35、Cortex-A50系列[14]、Cortex-A72、Cortex-A73

樹莓派是什麼？

樹莓派就是一款基於ARM架構的微控制器電腦，樹莓派出生時即被寄予厚望：以低價硬體和自由軟體促進學校的基本計算機科學教育。你可以把它看作一塊移除了所有外設的主機板，區別是樹莓派提供了GPIO針腳，可以和各種感測器進行互動，具備操作硬體的能力。

基本硬體和佈局

以樹莓派4B為例

樹莓派4b

CPU: 博通 Broadcom BCM2711，ARMv8架構 Cortex-A72核心 1.5GHz 四核心

記憶體: LPDDR4 1G/2G/4G/8G

GPIO

GPIO（General-purpose input/output）通用型輸入輸出，透過此介面，樹莓派可以和豐富的硬體進行互動。

GPIO針腳佈局

樹莓派能做什麼

如果樹莓派沒有GPIO介面，那它就只是一個普通的ARM架構的微型電腦。有了GPIO介面，那麼只有你想不到的，沒有它做不到的：最基本的作為伺服器、製作家庭影院、電視盒子等各種智慧裝置咱就不說了，接上各種各樣的感測器實現自動控制，DIY機器人、無人機、智慧小車等等。Golang和樹莓派究竟能碰撞出什麼火花，敬請持續關注。