SIMD指令簡介
單指令多數據流，即SIMD（Single Instruction， Multiple Data）指一類能夠在單個指令週期內同時處理多個數據元素的指令集，利用的是數據級並行來提高運行效率。
不同處理器架構所支持的SIMD指令集各不相同，比如嵌入式處理器ARM Cortex-A系列中支持NEON指令集。而我們常用的ARM Cortex-M系列單片機則使用了ARMv6-M/ARMv7-M架構，指令集較爲簡化，不支持NEON。其中Cortex-M4和Cortex-M7所使用的指令集也被稱爲ARMv7E-M，支持部分SIMD指令。對於Cortex-A系列來說，其指令集向下包含，即許多Cortex-M中的SIMD指令，也能夠在Cortex-A中使用。
SIMD指令集的最初設計目標就是爲了提高多媒體應用的性能（圖像相關運算），因爲圖像數據的像素點都是8位數據，而CPU寄存器通常是32位以上的，因此一條指令只用於計算一個像素點不免顯得非常浪費。在32位處理器上，可以用SIMD指令一次性計算4個8位數據，極大地提升了運算效率。
直接使用C語言編寫的程序，編譯器是不會自動翻譯成SIMD指令的。因此爲了在嵌入式處理器如單片機上提升圖像數據運算速度，需要專門使用SIMD指令進行優化。得益於SIMD指令加速，我們能夠在STM32F4上實現簡單的光流算法，有興趣的可以看一下PX4Flow的算法部分。爲了能夠在優化圖像算法，使其能以較快速度運行於嵌入式平臺，熟悉掌握SIMD指令是非常有必要的，下面列出一些可以在Cortex-M4和Cortex-M7上使用的SIMD指令（不全面，忽略了部分16位操作數指令），Cortex-A系列處理器基本上都兼容這些指令，當然在那上面還有強大的NEON指令集可以使用。
在STM32的庫文件core_cm4_simd.h中可以看到所有SIMD指令的宏定義
部分SIMD指令說明
飽和加法： a+b=c，當計算結果大於c可表示的最大值或者小於c可表示的最小值時，計算結果取值爲這個最大值或最小值。
非飽和加法： a+b=c，如果計算結果一出，則直接去掉一出位，剩下的就是結果。
- __USAD8
指令說明：無符號值的差的絕對值求和
指令定義：uint32_t __USAD8 (uint32_t val1, uint32_t val2)
指令操作：
absdiff1 = val1[7:0] - val2[7:0]
absdiff2 = val1[15:8] - val2[15:8]
absdiff3 = val1[23:16] - val2[23:16]
absdiff4 = val1[31:24] - val2[31:24]
res[31:0] = absdiff1 + absdiff2 + absdiff3 + absdiff4- __USADA8
指令說明：無符號值的差的絕對值求和累加
指令定義：uint32_t __USADA8 (uint32_t val1, uint32_t val2, uint32_t val3)
指令操作：
absdiff1 = val1[7:0] - val2[7:0]
absdiff2 = val1[15:8] - val2[15:8]
absdiff3 = val1[23:16] - val2[23:16]
absdiff4 = val1[31:24] - val2[31:24]
sum = absdiff1 + absdiff2 + absdiff3 + absdiff4
res[31:0] = sum[31:0] + val3[31:0]並行加法
- __SADD8
指令說明：有符號8位操作數的並行加法
指令定義：uint32_t __SADD8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] + val2[7:0]
res[15:8] = val1[15:8] + val2[15:8]
res[23:16] = val1[23:16] + val2[23:16]
res[31:24] = val1[31:24] + val2[31:24] - __QADD8
指令說明：有符號8位操作數的並行飽和加法
指令定義：uint32_t __QADD8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] + val2[7:0]
res[15:8] = val1[15:8] + val2[15:8]
res[23:16] = val1[23:16] + val2[23:16]
res[31:24] = val1[31:24] + val2[31:24] - __SHADD8
指令說明：有符號8位操作數的並行減半加法
指令定義：uint32_t __SHADD8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] + val2[7:0] >> 1
res[15:8] = val1[15:8] + val2[15:8] >> 1
res[23:16] = val1[23:16] + val2[23:16] >> 1
res[31:24] = val1[31:24] + val2[31:24] >> 1 - __UADD8
指令說明：無符號8位操作數的並行加法
指令定義：uint32_t __UADD8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] + val2[7:0]
res[15:8] = val1[15:8] + val2[15:8]
res[23:16] = val1[23:16] + val2[23:16]
res[31:24] = val1[31:24] + val2[31:24] - __UQADD8
指令說明：無符號8位操作數的並行飽和加法
指令定義：uint32_t __UQADD8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] + val2[7:0]
res[15:8] = val1[15:8] + val2[15:8]
res[23:16] = val1[23:16] + val2[23:16]
res[31:24] = val1[31:24] + val2[31:24] - __UHADD8
指令說明：無符號8位操作數的並行減半加法
指令定義：uint32_t __UHADD8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] + val2[7:0] >> 1
res[15:8] = val1[15:8] + val2[15:8] >> 1
res[23:16] = val1[23:16] + val2[23:16] >> 1
res[31:24] = val1[31:24] + val2[31:24] >> 1 並行減法
- __SSUB8
指令說明：有符號8位操作數的並行減法
指令定義：uint32_t __SSUB8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] - val2[7:0]
res[15:8] = val1[15:8] - val2[15:8]
res[23:16] = val1[23:16] - val2[23:16]
res[31:24] = val1[31:24] - val2[31:24]- __QSUB8
指令說明：有符號8位操作數的並行飽和減法
指令定義：uint32_t __QSUB8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] - val2[7:0]
res[15:8] = val1[15:8] - val2[15:8]
res[23:16] = val1[23:16] - val2[23:16]
res[31:24] = val1[31:24] - val2[31:24]- __SHSUB8
指令說明：有符號8位操作數的並行減半減法
指令定義：uint32_t __SHSUB8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] - val2[7:0] >> 1
res[15:8] = val1[15:8] - val2[15:8] >> 1
res[23:16] = val1[23:16] - val2[23:16] >> 1
res[31:24] = val1[31:24] - val2[31:24] >> 1- __USUB8
指令說明：無符號8位操作數的並行減法
指令定義：uint32_t __USUB8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] - val2[7:0]
res[15:8] = val1[15:8] - val2[15:8]
res[23:16] = val1[23:16] - val2[23:16]
res[31:24] = val1[31:24] - val2[31:24]- __UQSUB8
指令說明：無符號8位操作數的並行飽和減法
指令定義：uint32_t __UQSUB8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] - val2[7:0]
res[15:8] = val1[15:8] - val2[15:8]
res[23:16] = val1[23:16] - val2[23:16]
res[31:24] = val1[31:24] - val2[31:24]- __UHSUB8
指令說明：無符號8位操作數的並行減半減法
指令定義：uint32_t __UHSUB8 (uint32_t val1, uint32_t val2 )
指令操作：
res[7:0] = val1[7:0] - val2[7:0] >> 1
res[15:8] = val1[15:8] - val2[15:8] >> 1
res[23:16] = val1[23:16] - val2[23:16] >> 1
res[31:24] = val1[31:24] - val2[31:24] >> 1