Настройте SPI Slave для обработки данных, поступающих в неподходящее время.

Я экспериментирую с протоколом SPI (высокие скорости, при которых 5 байт данных передаются чуть менее 500 мкс) на STM32F410, сконфигурированном как полнодуплексное ведомое устройство SPI. Ведущее устройство отправляет байт команды на STM32F4, а STM32F4 отвечает 4 байтами подтверждения, за которыми следует процедура, которая выполняется примерно за 1,3 мс (измеряется по подсчету тактовых циклов DWT). Ожидается, что эта 5-байтовая передача данных будет происходить от 25 до 27 раз в секунду.

Я заметил, что иногда ведущее устройство может отправлять одни и те же данные последовательно в диапазоне 90 мкс (ведомое устройство STM32F4 должно ожидать получения чередующихся данных через SPI с интервалом не менее 4 мс между ними). Я прикрепил скриншоты логического анализатора, показывающие это явление:

Следует ожидать первого полученного байта 0x42, и ведомое устройство STM32F4 ответило соответствующими байтами (обратите внимание, что второго 0x42 после этого быть не должно):

Получение второго байта 0x42 не должно было происходить (в этом сценарии ведущее устройство не может быть настроено/запрограммировано):

После описанного выше случая ведомое устройство STM32F4 больше никогда не сможет правильно ответить ведущему устройству (байты подтверждения, отправляемые обратно ведущему устройству, всегда имеют значение 0x99 — это байт, настроенный в буфере отправки прерываний SPI):

В этой ситуации я попытался удалить вызов функции __AppliSendBuff(), который дает команду RF-трансиверу на передачу данных, и когда происходит необычное событие, ведомое устройство STM32F4 все еще может правильно реагировать на ведущее устройство.

Мой вопрос : как я могу игнорировать данные SPI, поступающие от мастера в неожиданное время? Почему одна неудачная SPI-транзакция приводит к сбою всех последующих SPI-транзакций? Какие меры предосторожности следует принимать при написании кода для ведомого устройства STM32F4?

Что я пробовал : отключение прерываний SPI_CS GPIO всякий раз, когда микросхема CS отключается, чтобы в середине всего процесса транзакция SPI не происходила до тех пор, пока я снова не включу прерывание SPI_CS GPIO. До этого изменения во второй полученной команде 0x42 ведомое устройство STM32F4 просто отвечало 0x99 на 0x42, а 0xFF следовали за 0x42. Несмотря на это, все остальные транзакции SPI по-прежнему терпят неудачу, и ведомое устройство отвечает кодом 0x99.

Мой код STM32F4 :
сегмент прерывания:

/*** STM32F4 INTERRUPT HANDLERS ***/

/* GPIO Interrupt Handler */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
   if(GPIO_Pin == SPI2_CS_PIN) {
      /* Temporarily disable SPI2 CS interrupt */
      HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI1_IRQn);

      /* Generate interrupt flags when master device sends SPI data */
      /* dummybyte is a uint8_t array of size 1, with the element being 0x99 */
      HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi2, (uint8_t*)dummybyte, (uint8_t*)pSpi2RxBuff, cSpi2RxLen);
   }
   else if (...) {
      ...
   }
}

/* SPI Interrupt Handler */
void HAL_SPI_TxRxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi) {
   if(hspi->Instance == SPI2) {
      if (...) {
         ...
      }
      else if(pSpi2RxBuff[0] == 0x41) {
         /* Activate 0x41 flag for further processing in main loop if 0x41 was received */
         xFlag_41 = SET;
      }
      else if(pSpi2RxBuff[0] == 0x42) {
         /* Activate 0x42 flag for further processing in main loop if 0x42 was received */
         xFlag_42 = SET;
      }
      else {
         /* Discard data by doing nothing */
      }
   }
}

Основной цикл:

while (1) {
   if(xFlag_41 == SET) {
      /* Respond back to system with acknowledge bytes */
      HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi2, (uint8_t*)pSend41Data, (uint8_t*)pTempRxBuff, cSpi2TxLen, SPI2_TIMEOUT);
      
      /* Commands RF Transceiver to transmit data respective to received command from master */
      __AppliSendBuff(&command41);

      xFlag_41 = RESET;

      /* Re-enable SPI2_CS interrupts. Note that priority was set in MX_GPIO_Init() */
      HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);
   }
   else if(xFlag_42 == SET) {
      /* Respond back to system with acknowledge bytes */
      HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi2, (uint8_t*)pSend42Data, (uint8_t*)pTempRxBuff, cSpi2TxLen, SPI2_TIMEOUT);
          
      /* Commands RF Transceiver to transmit data respective to received command from master */
      __AppliSendBuff(&command42);

      xFlag_42 = RESET;

      /* Re-enable SPI2_CS interrupts. Note that priority was set in MX_GPIO_Init() */
      HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);
   }
}

Должен ли я также настраивать ведомое устройство SPI для передачи 4 фиктивных байтов (возможно, для очистки регистров данных SPI) в случае, если я получаю ненужный/незарегистрированный командный байт?

Спасибо!

Обновление: я пропустил отключение отключения прерывания линии CS (которое является отключением прерывания GPIO) и переместил действия сброса флага на первую строку в блоках else if, и в логическом анализаторе были показаны некоторые изменения (первая правильная последовательность была все еще такой же):

Вторая неверная последовательность:

0x41 сразу после второй неправильной последовательности выше:

0x42 сразу после 0x41 выше (неверные байты отправлены обратно мастеру):

И все байты, которыми затем обмениваются, как показано ниже (независимо от 0x41 или 0x42):

Я забыл включить приоритеты прерываний в исходный пост выше:

/* SPI CS line has the highest interrupt priority */
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI1_IRQn, 1, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);
/* SPI Peripheral connected to the master device */
HAL_NVIC_SetPriority(SPI2_IRQn, 1, 1);
HAL_NVIC_EnableIRQ(SPI2_IRQn);