Progettazione di un sintetizzatore digitale modulare e Sviluppo di una configurazione Monofonica basata su ESP-32S3

This paper describes the design and development of a fully modular digital audio synthesizer. The system is architected to support multiple algorithmic configurations (additive, subtractive, FM, and wavetable synthesis) and various control interfaces independently of each other. The architecture is based on a clear separation between the control layer and the audio engine, allowing for flexibility in choosing hardware components and facilitating the implementation of new features. The project uses two ESP32-S3 microcontrollers coordinated via standardized (MIDI) and proprietary protocols, implemented on the ESP-IDF platform with FreeRTOS support. The audio engine processes the audio signal in real time, generating waveforms, applying envelopes, filters, and effects, with analog output via a PCM5102A DAC. The primary goal is to provide a modular and scalable foundation that allows for future upgrades while maintaining compatibility with the existing architecture.

Questo documento descrive la progettazione e lo sviluppo di un sintetizzatore audio digitale completamente modulare. Il sistema è stato architettato per supportare multiple configurazioni algoritmiche (sintesi additiva, sottrattiva, FM e wavetable) e diverse interfacce di controllo indipendentemente uno dall'altro. L'architettura si basa su una separazione tra il layer di controllo e il motore audio, consentendo flessibilità nella scelta dei componenti hardware e facilitando l'implementazione di nuove funzionalità. Il progetto utilizza due microcontrollori ESP32-S3 coordinati tramite protocolli standardizzati (MIDI) e proprietari, implementati su piattaforma ESP-IDF con supporto FreeRTOS. Il motore audio elabora il segnale audio in tempo reale generando forme d'onda, applicando inviluppi, filtri e effetti, con uscita analogica tramite DAC PCM5102A. L'obiettivo principale è fornire una base modulare e scalabile che consenta aggiornamenti futuri mantenendo compatibilità con l'architettura esistente.