PLAN DE DESARROLLO - 05_28_TEMPLATES¶
RESUMEN EJECUTIVO¶
El subsistema 05_28_TEMPLATES es el sistema de plantillas y scaffolding multi-nivel que acelera dramáticamente el desarrollo de nuevos módulos DSP en AudioLab. Proporciona templates inteligentes para cada nivel de la jerarquía (L0-L3), generadores automáticos de código, y scaffolding completo que incluye tests, documentación y configuración de build. Este sistema transforma el desarrollo de "copiar-pegar-modificar" a "generar-personalizar-compilar", reduciendo el tiempo de creación de nuevos módulos de horas a minutos.
Criticidad: ⭐⭐⭐⭐ (Muy importante - acelera desarrollo significativamente)
Inversión estimada: 3 meses-persona para suite completa ROI esperado: 10x en productividad de desarrollo
MARCO TEÓRICO-PRÁCTICO¶
Conceptos Fundamentales¶
- Template-Driven Development
- Separación de estructura y contenido
- Sistema de placeholders y variables
-
Herencia y composición de templates
-
Scaffolding Inteligente
- Generación automática de estructura de proyecto
- Configuración de build lista para usar
-
Tests pre-escritos con cobertura inmediata
-
Arquitectura Fractal
- Templates que reflejan jerarquía L0-L3
- Patrones específicos por nivel
-
Composición de templates simples a complejos
-
Code Generation Patterns
- Template engines (Jinja2, Mustache)
- AST-based generation
- Macro-based code synthesis
Algoritmos Específicos¶
- Template Resolution: Herencia multi-nivel con overrides
- Variable Substitution: Context-aware placeholder replacement
- Validation: Schema-based configuration validation
- Dependency Resolution: Auto-detección de dependencias necesarias
Patterns Arquitectónicos¶
- Factory Pattern: Generadores especializados por tipo
- Strategy Pattern: Múltiples backends de generación
- Template Method: Estructura común con puntos de extensión
- Composite Pattern: Templates compuestos de sub-templates
Métricas de Calidad¶
- Tiempo de scaffolding < 5 segundos
- 95% de código generado compila inmediatamente
-
60% test coverage desde generación
- 80% reducción en boilerplate manual
- 100% adherencia a convenciones
DEPENDENCIAS¶
Subsistemas Requeridos (Deben existir antes)¶
- ✅ 05_04_KERNELS_L0 - Patrones de kernels para templates
- ✅ 05_07_ATOMS_L1 - Patrones de atoms para templates
- ✅ 05_10_CELLS_L2 - Patrones de cells para templates
- ✅ 05_13_ENGINES_L3 - Patrones de engines para templates
- ✅ 05_18_QUALITY_METRICS - Hooks de medición en templates
- ✅ 05_27_IMPLEMENTATIONS - Implementaciones reales como referencia
Subsistemas que Dependen de Este¶
- 🔄 05_29_CLI_TOOLS - Usarán estos templates
- 🔄 05_30_TESTING_FRAMEWORK - Validará código generado
- 🔄 05_32_DOCUMENTATION_SYSTEM - Integrará documentación generada
ESTRUCTURA DE TAREAS¶
TAREA 1: Template Hierarchy - Jerarquía de Plantillas por Nivel¶
Carpeta: 05_28_00_template_hierarchy
DESCRIPCIÓN: Establecer la organización fundamental del sistema de templates, espejando perfectamente la estructura L0-L3 de AudioLab. Implementar el sistema de placeholders, variables y herencia de templates.
DESARROLLO:
- Core Implementation
- Sistema de directorios por nivel (L0/L1/L2/L3)
- Templates base para cada nivel jerárquico
- Sistema de placeholders consistente ({{VARIABLE_NAME}})
- Engine de template rendering (Jinja2/Mustache)
- Sistema de herencia de templates
- Variable context builder
-
Template resolver con fallbacks
-
Testing Framework
- Unit tests para template resolution
- Tests de herencia y overrides
- Tests de variable substitution
- Validation de placeholders no resueltos
-
Test coverage >90%
-
Documentación
- Template authoring guide
- Variable naming conventions
- Inheritance patterns documentation
-
Examples de templates básicos
-
Interfaces y Conexiones
- API:
TemplateLoader,TemplateResolver - API:
VariableContext,PlaceholderSubstituter - Eventos:
template_loaded,template_rendered - Configuración:
template_hierarchy.yaml
ENTREGABLES: - [ ] Sistema de directorios L0-L3 completo - [ ] Template engine funcional - [ ] Sistema de herencia implementado - [ ] Suite de tests pasando (>90% coverage) - [ ] Documentación de authoring - [ ] 20+ templates base funcionales
ESTIMACIÓN: 2 semanas
TAREA 2: Kernel Templates - Templates para Kernels L0¶
Carpeta: 05_28_01_kernel_templates
DESCRIPCIÓN: Crear templates especializados para kernels L0 (operaciones atómicas DSP) con variantes SIMD, scaffolding de benchmarks y estructura optimizada para máxima eficiencia.
DESARROLLO:
- Core Implementation
- Templates de kernels aritméticos (add, mul, mac, etc.)
- Templates de filtros (IIR, FIR, biquad)
- Templates de transformadas (FFT, wavelet)
- Variantes SIMD (scalar, SSE, AVX, NEON)
- Auto-dispatcher de implementaciones
- Benchmark templates con Google Benchmark
-
Test templates con correctness validation
-
Testing Framework
- Tests de correctness para cada variante
- Tests de equivalencia entre variantes SIMD
- Performance regression tests
- Numerical stability tests
-
Test coverage >90%
-
Documentación
- Kernel development guide
- SIMD optimization patterns
- Benchmark interpretation guide
-
Performance tuning tips
-
Interfaces y Conexiones
- API:
KernelTemplate,SIMDVariantGenerator - API:
BenchmarkGenerator,TestGenerator - Integración con 05_04_KERNELS_L0
- Configuración:
kernel_config.yaml
ENTREGABLES: - [ ] 15+ templates de kernels funcionales - [ ] Generación automática de variantes SIMD - [ ] Benchmarks configurados para cada kernel - [ ] Suite de tests de correctness - [ ] Documentación de optimización - [ ] Ejemplos de uso
ESTIMACIÓN: 3 semanas
TAREA 3: Atom Templates - Templates para Atoms L1¶
Carpeta: 05_28_02_atom_templates
DESCRIPCIÓN: Implementar templates para atoms L1 (componentes modulares con estado) incluyendo gestión de memoria, thread-safety, parameter smoothing y interfaces limpias.
DESARROLLO:
- Core Implementation
- Templates de oscillators (sine, saw, square, etc.)
- Templates de envelopes (ADSR, multi-stage)
- Templates de modulators (LFO, envelope follower)
- Templates de delays (basic, variable, feedback)
- Sistema de parameter smoothing integrado
- Thread-safe parameter updates (lock-free)
- Memory pool management templates
-
State serialization/deserialization
-
Testing Framework
- Unit tests por tipo de atom
- Integration tests con kernels L0
- Parameter smoothing validation
- Thread-safety tests (race conditions)
- Memory leak detection
-
Test coverage >90%
-
Documentación
- Atom development guide
- Parameter smoothing patterns
- Thread-safety best practices
- State management guide
-
API reference completa
-
Interfaces y Conexiones
- API:
AtomTemplate,ParameterManager - API:
StateManager,ThreadSafeUpdater - Integración con 05_07_ATOMS_L1
- Event system:
parameter_changed,state_updated - Configuración:
atom_config.yaml
ENTREGABLES: - [ ] 12+ templates de atoms funcionales - [ ] Sistema de parameter smoothing - [ ] Thread-safe updates implementados - [ ] Suite de tests incluyendo thread-safety - [ ] Documentación completa de APIs - [ ] Ejemplos de composición
ESTIMACIÓN: 3 semanas
TAREA 4: Cell Templates - Templates para Cells L2¶
Carpeta: 05_28_03_cell_templates
DESCRIPCIÓN: Crear templates para cells L2 (procesadores completos) con gestión de presets, multi-canal, interfaces de usuario, y arquitectura modular que combina múltiples atoms.
DESARROLLO:
- Core Implementation
- Templates de effects (delay, reverb, chorus, etc.)
- Templates de analyzers (spectrum, meters, scope)
- Templates de dynamics (compressor, limiter, gate)
- Templates de processors (EQ, filter bank)
- Sistema de preset management integrado
- Multi-channel processing architecture
- Parameter automation system
- Latency compensation handling
-
Dry/wet mixing templates
-
Testing Framework
- Unit tests por tipo de cell
- Integration tests con atoms L1
- Multi-channel correctness tests
- Preset loading/saving tests
- Latency measurement tests
- Audio quality validation
-
Test coverage >90%
-
Documentación
- Cell development guide
- Preset system documentation
- Multi-channel architecture
- Parameter automation guide
- Audio quality standards
-
User-facing documentation templates
-
Interfaces y Conexiones
- API:
CellTemplate,PresetManager - API:
MultiChannelProcessor,ParameterAutomation - Integración con 05_10_CELLS_L2
- Integración con 05_14_PRESET_SYSTEM
- Event system:
preset_changed,automation_recorded - Configuración:
cell_config.yaml
ENTREGABLES: - [ ] 10+ templates de cells funcionales - [ ] Sistema de presets completo - [ ] Multi-channel processing - [ ] Parameter automation - [ ] Suite de tests de audio quality - [ ] Documentación de usuario - [ ] Factory presets incluidos
ESTIMACIÓN: 4 semanas
TAREA 5: Engine Templates - Templates para Engines L3¶
Carpeta: 05_28_04_engine_templates
DESCRIPCIÓN: Implementar templates para engines L3 (sistemas completos end-to-end) con voice management, MIDI processing, multi-threading, y todas las características de productos comerciales.
DESARROLLO:
- Core Implementation
- Templates de synthesizers (subtractive, FM, wavetable)
- Templates de samplers (basic, advanced, streaming)
- Templates de effect suites (mastering, mixing)
- Voice allocator system
- MIDI processor (standard + MPE)
- Modulation matrix
- Multi-threaded processing architecture
- Effects chain management
- CPU usage monitoring
-
Memory management estratégico
-
Testing Framework
- Unit tests por componente de engine
- Integration tests completos
- MIDI response tests
- Voice allocation tests
- Multi-threading stress tests
- CPU usage benchmarks
- Memory leak detection
- Real-time safety validation
-
Test coverage >85%
-
Documentación
- Engine development guide
- Voice management architecture
- MIDI/MPE implementation guide
- Multi-threading patterns
- Performance optimization guide
- User manual templates
-
API reference completa
-
Interfaces y Conexiones
- API:
EngineTemplate,VoiceAllocator - API:
MidiProcessor,ModulationMatrix - Integración con 05_13_ENGINES_L3
- Integración con 05_11_GRAPH_SYSTEM
- MIDI/MPE protocol handlers
- Event system:
note_on,note_off,voice_allocated - Configuración:
engine_config.yaml
ENTREGABLES: - [ ] 6+ templates de engines funcionales - [ ] Voice management system - [ ] MIDI/MPE processing completo - [ ] Multi-threading implementado - [ ] CPU/memory monitoring - [ ] Suite de tests de sistema - [ ] Documentación completa - [ ] Factory patches incluidos
ESTIMACIÓN: 5 semanas
TAREA 6: Project Scaffolding - Scaffolding de Proyectos Completos¶
Carpeta: 05_28_05_project_scaffolding
DESCRIPCIÓN: Crear generadores que producen proyectos completos desde cero con toda la estructura necesaria, configuración de build, tests iniciales, documentación básica y CI/CD configurado. Un comando genera todo en segundos.
DESARROLLO:
- Core Implementation
- Project generator en Python
- Directory structure creator
- CMakeLists.txt generator con detección de deps
- Git repository initializer
- README.md generator
- .gitignore generator
- CI/CD configuration generator (GitHub Actions, GitLab CI)
- VSCode/CLion configuration generator
- Schema validator para project config
- Template composition engine
-
Dependency resolver
-
Testing Framework
- Tests de generación completa de proyectos
- Validation de estructura generada
- Tests de build de proyectos generados
- Tests de dependencias correctas
- Schema validation tests
-
Test coverage >90%
-
Documentación
- Project generator user guide
- Configuration schema documentation
- Best practices guide
- Troubleshooting guide
-
Examples de configurations
-
Interfaces y Conexiones
- CLI:
audiolab-generate <config.yaml> - API:
ProjectGenerator,StructureBuilder - API:
ConfigValidator,DependencyResolver - Integración con 05_29_CLI_TOOLS
- Schema:
project_config_schema.yaml
ENTREGABLES: - [ ] Generador de proyectos funcional - [ ] Scaffolding < 5 segundos - [ ] 95% proyectos compilan inmediatamente - [ ] Schema de configuración completo - [ ] Suite de tests de generación - [ ] Documentación de usuario - [ ] 10+ configuraciones de ejemplo
ESTIMACIÓN: 3 semanas
TAREA 7: Validation Testing - Templates de Validación y Testing¶
Carpeta: 05_28_06_validation_testing
DESCRIPCIÓN: Crear templates de tests que se incluyen automáticamente en cada módulo generado, proporcionando cobertura inmediata de tests sin escribir una línea de código de test.
DESARROLLO:
- Core Implementation
- Universal test template con macros
- Test templates específicos por nivel (L0-L3)
- Numerical stability tests
- SIMD variants validation tests
- Thread-safety tests templates
- Memory leak detection tests
- Performance regression tests
- Audio quality validation tests
- Integration test templates
-
Benchmark templates con métricas estándar
-
Testing Framework
- Meta-tests (tests de los test templates)
- Validation de cobertura generada
- Tests de compilación de tests generados
-
Test coverage >95%
-
Documentación
- Test writing guide
- Test template customization guide
- Coverage interpretation guide
-
Performance benchmark guide
-
Interfaces y Conexiones
- API:
TestGenerator,BenchmarkGenerator - API:
CoverageAnalyzer,QualityValidator - Integración con 05_30_TESTING_FRAMEWORK
- Integración con 05_18_QUALITY_METRICS
- Configuración:
test_config.yaml
ENTREGABLES: - [ ] Templates de tests universales - [ ] Tests específicos por nivel - [ ] Benchmarks configurados - [ ] >60% coverage desde generación - [ ] Suite de meta-tests - [ ] Documentación de testing - [ ] Examples de customización
ESTIMACIÓN: 2 semanas
TAREA 8: Documentation Templates - Templates de Documentación¶
Carpeta: 05_28_07_documentation_templates
DESCRIPCIÓN: Implementar sistema de generación automática de documentación incluyendo Doxygen comments, README files, API reference, y user guides que se mantienen sincronizados con el código.
DESARROLLO:
- Core Implementation
- README.md generator con badges
- Doxygen comments templates
- API reference generator
- User manual templates
- Tutorial generator
- Changelog generator
- License file generator
- Contributing guide generator
- Architecture diagram generator
-
Code examples extractor
-
Testing Framework
- Documentation generation tests
- Link validation tests
- Code example compilation tests
- Doxygen build tests
-
Test coverage >85%
-
Documentación
- Documentation authoring guide
- Doxygen configuration guide
- Markdown style guide
-
Documentation best practices
-
Interfaces y Conexiones
- API:
DocumentationGenerator,DoxygenConfigBuilder - API:
ReadmeGenerator,APIReferenceBuilder - Integración con 05_32_DOCUMENTATION_SYSTEM
- Templates: Mustache/Jinja2
- Configuración:
docs_config.yaml
ENTREGABLES: - [ ] Sistema de generación de docs completo - [ ] Templates de README - [ ] Configuración Doxygen automática - [ ] API reference auto-generado - [ ] User manual templates - [ ] Suite de tests de docs - [ ] Style guide - [ ] 100% APIs documentadas desde inicio
ESTIMACIÓN: 2 semanas
TAREA FINAL-A: Integration Testing & Validation¶
Carpeta: 05_28_test_integration
DESCRIPCIÓN: Suite completa de tests end-to-end que valida todo el sistema de templates funcionando en conjunto, desde generación hasta compilación exitosa.
DESARROLLO:
- End-to-End Test Suite
- Tests de generación de proyectos completos L0-L3
- Validation de build exitoso de proyectos generados
- Tests de ejecución de tests generados
- Validation de documentación generada
-
Performance benchmarks del sistema de generación
-
Cross-Subsystem Validation
- Integración con CLI tools (29)
- Integración con testing framework (30)
- Integración con documentation system (32)
-
Validation contra implementations reales (27)
-
Regression Test Automation
- CI/CD pipeline para templates
- Automated validation de templates updates
-
Breaking changes detection
-
Performance Validation Suite
- Scaffolding time < 5s validation
- Compilation success rate tracking
-
Test coverage metrics tracking
-
Stress & Load Testing
- Generación de 100+ proyectos en paralelo
- Memory usage under load
- Performance degradation analysis
ENTREGABLES: - [ ] Suite E2E completa - [ ] CI/CD pipeline configurado - [ ] Performance metrics dashboard - [ ] Regression tests automatizados - [ ] Load testing results - [ ] Integration reports
ESTIMACIÓN: 2 semanas
TAREA FINAL-B: System Integration¶
Carpeta: 05_28_interfaces
DESCRIPCIÓN: Conectores e interfaces con todos los subsistemas mencionados en symlinks, event bus, y protocolos de comunicación.
DESARROLLO:
- Conectores con Subsistemas
- Interface con 05_27_IMPLEMENTATIONS (reference patterns)
- Interface con 05_29_CLI_TOOLS (command handlers)
- Interface con 05_30_TESTING_FRAMEWORK (test runners)
- Interface con 05_03_ALGORITHM_SPEC (algorithm queries)
-
Interface con 05_32_DOCUMENTATION_SYSTEM (doc builders)
-
Event Bus Implementation
- Events:
template_generated,project_created,build_succeeded - Event listeners para logging y analytics
-
Event replay para debugging
-
Shared State Management
- Template cache manager
- Configuration store
-
Generated projects registry
-
Communication Protocols
- JSON-RPC para CLI communication
- REST API para web tools (futuro)
- File-based protocols para integración
ENTREGABLES: - [ ] Interfaces con subsistemas hermanos - [ ] Event bus funcional - [ ] Shared state management - [ ] Communication protocols - [ ] Integration tests - [ ] Protocol documentation
ESTIMACIÓN: 2 semanas
TAREA FINAL-C: Documentation Package¶
Carpeta: 05_28_documentation
DESCRIPCIÓN: Paquete completo de documentación del subsistema incluyendo API reference, developer guide, user manual y architecture documentation.
DESARROLLO:
- Complete API Reference
- Doxygen-generated API docs
- Python API docs (Sphinx)
-
Code examples por cada API
-
Developer Guide
- Template authoring guide completa
- Adding new template types
- Customization patterns
- Best practices
-
Troubleshooting common issues
-
User Manual
- Getting started guide
- Quick start tutorial (2 min to first audio)
- Configuration reference
- CLI command reference
-
FAQ section
-
Migration Guides
- Migrating from manual setup
- Updating existing projects
-
Breaking changes handling
-
Architecture Diagrams
- System architecture overview
- Template resolution flow
- Generation pipeline diagram
- Integration with AudioLab ecosystem
ENTREGABLES: - [ ] API reference completo - [ ] Developer guide - [ ] User manual - [ ] Migration guides - [ ] Architecture diagrams - [ ] Video tutorials (opcional) - [ ] Interactive examples
ESTIMACIÓN: 2 semanas
PRIORIZACIÓN DE TAREAS¶
Orden de Ejecución Recomendado¶
FASE 1 - FUNDACIÓN (4 semanas) 1. TAREA 1: Template Hierarchy (2 semanas) 2. TAREA 2: Kernel Templates (2 semanas) - En paralelo con testing de Tarea 1
FASE 2 - COMPONENTES CORE (10 semanas) 3. TAREA 3: Atom Templates (3 semanas) 4. TAREA 4: Cell Templates (4 semanas) 5. TAREA 5: Engine Templates (5 semanas) - Puede empezar cuando Tarea 4 esté 50%
FASE 3 - AUTOMATIZACIÓN (5 semanas) 6. TAREA 6: Project Scaffolding (3 semanas) 7. TAREA 7: Validation Testing (2 semanas) - En paralelo con Tarea 6
FASE 4 - DOCUMENTACIÓN (2 semanas) 8. TAREA 8: Documentation Templates (2 semanas)
FASE 5 - INTEGRACIÓN Y CIERRE (6 semanas) 9. TAREA FINAL-A: Integration Testing (2 semanas) 10. TAREA FINAL-B: System Integration (2 semanas) - Puede empezar en paralelo 11. TAREA FINAL-C: Documentation Package (2 semanas)
DURACIÓN TOTAL: ~24 semanas (6 meses con equipo de 2-3 personas)
Dependencias Críticas¶
Tarea 1 (Hierarchy)
↓
Tarea 2 (Kernels) → Tarea 3 (Atoms) → Tarea 4 (Cells) → Tarea 5 (Engines)
↓
Tarea 6 (Scaffolding)
↓
Tarea 7 (Testing)
↓
Tarea 8 (Documentation)
↓
Tarea Final-A, B, C (Integration)
CRITERIOS DE ÉXITO¶
Métricas Cuantitativas¶
- Cobertura de tipos: 100% de tipos de módulos tienen templates
- Tiempo de scaffolding: < 5 segundos para proyecto completo
- Compilación inmediata: 95% de código generado compila sin cambios
- Test coverage inicial: > 60% coverage desde generación
- Reducción de boilerplate: 80% menos código manual repetitivo
- Tiempo a "Hello Audio": < 2 minutos desde cero a audio funcionando
Métricas Cualitativas¶
- Consistencia arquitectónica: 100% adherencia a convenciones
- Documentación automática: 100% de APIs documentadas desde inicio
- Satisfacción de desarrollador: > 4.5/5 en surveys
- Reducción de bugs iniciales: 70% menos bugs en setup inicial
- Reusabilidad de templates: > 90% reutilizados múltiples veces
- Mantenibilidad: < 1 hora para actualizar template con nuevos patterns
Tests de Aceptación¶
- Proyecto L0 kernel generado compila y pasa tests en < 3 minutos
- Proyecto L1 atom generado tiene >60% test coverage inmediatamente
- Proyecto L2 cell generado incluye presets funcionales
- Proyecto L3 engine generado reproduce audio en < 5 minutos
- Documentación generada pasa validación Doxygen
- CI/CD configurado funciona en primera ejecución
RIESGOS Y MITIGACIONES¶
Riesgos Técnicos¶
RIESGO 1: Over-templating - abstracción excesiva - Probabilidad: Media - Impacto: Alto - Mitigación: Code reviews, balance pragmatismo vs abstracción
RIESGO 2: Templates rígidos que no se adaptan a casos especiales - Probabilidad: Alta - Impacto: Medio - Mitigación: Sistema de overrides y customización puntos, templates composables
RIESGO 3: Desincronización entre templates y código real - Probabilidad: Alta - Impacto: Alto - Mitigación: Extracción automática de patterns desde implementations (27), CI/CD validation
RIESGO 4: Complejidad del sistema de generación - Probabilidad: Media - Impacto: Medio - Mitigación: Empezar simple (MVP), iterar basado en uso real
Riesgos de Proyecto¶
RIESGO 5: Dependencias con otros subsistemas no listos - Probabilidad: Media - Impacto: Alto - Mitigación: Interfaces mock para desarrollo paralelo, validación posterior
RIESGO 6: Cambios en mejores prácticas requieren actualizar templates - Probabilidad: Alta - Impacto: Medio - Mitigación: Versionado de templates, migration tools, automated updates
RECURSOS NECESARIOS¶
Equipo¶
- 1 Senior C++ Engineer (templates L0-L3)
- 1 DevOps/Build Engineer (CMake, CI/CD)
- 1 Python Developer (generadores, CLI)
- 1 Technical Writer (documentación)
Herramientas¶
- Jinja2 o Mustache (template engine)
- Python 3.9+ (generadores)
- CMake 3.20+
- Catch2 (testing templates)
- Doxygen (documentation)
- YAML/JSON (configuración)
Hardware¶
- Estaciones de desarrollo estándar
- CI/CD runners (GitHub Actions/GitLab CI)
SIGUIENTE PASO¶
Una vez aprobado este plan, ejecutar:
Esto creará:
- ✅ Estructura de carpetas completa
- ✅ PLAN_DE_DESARROLLO.md (este documento)
- ✅ README.md con resumen ejecutivo
- ✅ Placeholders para cada subcarpeta
- ✅ Git initialization
Status: ✅ PLAN APROBADO - Procediendo con creación de estructura