Подключил TFT экран - все-таки в разных ядрах SPI работает по-разному. Оказалось, что для переключения разрядности у STM32F401 нужно предварительно выключать SPI, переключать бит разрядности, затем снова включать - на STM32F103 работало и без выключения SPI (команды и данные имеют разную разрядность).
Вывел пробную картинку

Теперь нужно придумать удобный интерфейс...
Всего-то

Для отстройки спаял Тубскример на своей же платке образца конца 80х... из всякого и палок
Буду по-немногу покаскадно приводить в соответствие цифру с аналогом.

Не вижу принципиальных препятствий получить любые монотонные апроксимации хоть на диодах не говоря уже о процессоре - но видимо дело не в этом. Там динамика какая то..

Я тоже удивлялся таким гнусным кривулинам (звучащим, тем не менее, вполне пристойно), пока не нашёл этому объяснение:
https://www.electrosmash.com/tube-screamer-analysis

Посмотрел
Ничего особо нового вроде не увидел... Но задумался над фразой о сдвиге фазы ФВЧ и кажется понял: такая форма сигнала получается от сложения прямого сигнала с фильтрованно-ограниченным таки из-за сдвига фазы ФВЧ. Попробовал смоделировать - получается похоже, хотя и не 1:1.
Спасибо за подсказочку!

Получилось!

Вот удачное на слух решение темброобработки:

глядя на регуляторы гейн и буст возникает вопрос - зачем конденсатор С6? Уж шуршать так шуршать.

Возвращаемся в тему...
Сегодня за обед добил таки трехручечный ТБ!
Сделал довольно похоже на Фендеровско/Маршалловский  - середина очень плавная (у Ф/М она воообще не середина по сути, а широкополосный сигнал со слегка подрезанным низом). У меня же, если все регуляторы выставить на максимум - получается практически плоская АЧХ (верх приподнят на пару дБ). Т.е. регулировка середины намного глубже в +, что очень даже неплохо.
Ну и остался немного после работы (охота пуще неволи ) - и начерно доделал Фендер Твин в примочечном варианте. Правда, пока шел домой (а на ходу мне лучше всего думается ) придумал доработку модели лампы для более точной имитации сеточного тока - после выходных попробую, что получится.

У меня ощущение, что пока я не запишу какой-нибудь звук, тема малоинтересна...
Ну - до звука пока не добрался, увы... Может сделаю какой реамп, но  тут тоже есть сложности: дома пока работать нет возможности - ни времени особо, ни места, на работе время бывает не всегда, чаще только в обед, да и там реампить можно будет только "на сухую" - без вывода на динамик и записи микрофоном - ну это-то понятно . Тогда нужно как-то эмулировать кабинет. Если взять программный софтовый кабинет - то могут возникнуть вопросы (у меня первого ) - что в звуке от цифровой примочки, а что от проги-кабинета... Лучший вариант - сделать кабинет, как один из эффектов в примочке - это есть в моих планах, но тоже требует времени на написание и отработку-настройку...
А еще пока не дописан интерфейс (да и в интерфейсе не будет возможности настраивать абсолютно все параметры моделей, только аналоги крутилок педалей) - что тоже замедляет процесс настройки черновых версий эффектов... 
Так что я работаю пока с осциллографом/генератором и картинками звуковых форм покаскадно. Напишу еще пару-тройку моделей, чтобы было что слушать, а вот тогда попробую перевести цифру в звук...
Ну - в Тюбскримере я уверен - эффект хорошо знакомый, формы и частотку каждого каскада я воспроизвел точно. Единственное, что вызывает некоторые сомнения - сама технология, это все же цифра... А в любом аналоге есть кусочек волшебства - или теплого от лампы, или прохладного от камней... . И я пока не уверен - сумею я вложить свой кусочек волшебства... даже не знаю, какое оно в цифре должно быть... в свое творение?
Ну, кусочек души я в него вложил... Может это оно и есть?