STM32F3 SPI, Непонятное поведение Опции

[bseyur]

Добрый день! Нужна помощь решении проблемы с SPI микроконтроллера STM32F303.

Начал работать с семейством STM32 впервые, до этого плотно заимался с продукцией NXP. Хоть и без негативных эмоций не обошлось, но на чипе без особых проблем удалось запустить ядро, USART, DMA, пару таймеров. А вот с SPI вошел в ступор.

Работаем в режиме мастера. Симптомы наблюдаются следующие:
1) При передаче блока длиной 16 бит в режиме "MSB first" первым почему-то уходит младший байт, затем старший. Такое впечатление, будто ядро little-endian, а блок SPI big-endian. Если это фича, то я не понял ее смысла.
2) SPI странно реагирует на установку размера блока данных (биты 8-11 в регистре CR2). Если в регистр записать значение (7<<8), что соответсвует 8 битам данных, в действительности блок содержит 16 бит. 8 бит можно получить, если установить значение 3<<8, 4 бит. Для эксперимента в регистр SPI->DR производится запись только 1 раз.
3) При попытке принять данные с внешнего устройства считанное значение не соответствует реальному.

Подозреваю, все три случая как-то связаны между собой, но уже не знаю, куда копать. Процедуру инициализации писал сам, глядя в даташит и stmlib, готовые функции используются только для инициализации портов в/в и включения тактовых клоков. На одном модуле SPI сидит 5 устройств, конфигурация у каждого своя, поэтому содержимое регистров CR1 и CR2 для них загружается из выделенных ранее переменных. Оптимизация выключена.

В момент записи в регистр DR конфигурация такая:
CR1 = 0x36F, установлены в 1 биты SPE SSM SSI MSTR CPOL CPHA, BR=5, остальные 0
CR2 = 0x700, все биты равны 0, кроме поля Data size (должно быть 8 бит)

Если кто-то сталкивался с подобным поведением, подскажите, в каком направлении двигаться?

Заполнение полей конфигурации для каждого устройства:

Код

TDeviceInfo* devinfo_ptr = SPIdeviceListPtr + device_id;
devinfo_ptr->CR1 = devinfo_ptr->CR2 = 0;
devinfo_ptr->CSEnablePtr = device_info->CSEnablePtr;
devinfo_ptr->CSDisablePtr = device_info->CSDisablePtr;
if (device_info->LSBFirst)
    devinfo_ptr->CR1 |= SPI_FirstBit_LSB;
devinfo_ptr->CR1 |= device_info->BaudRateControl&(7UL<<3);
if (!device_info->SlaveMode)
    devinfo_ptr->CR1 |= SPI_Mode_Master | SPI_NSS_Soft;
if (device_info->CPOL)
    devinfo_ptr->CR1 |= SPI_CPOL_High;
if (device_info->CPHA)
    devinfo_ptr->CR1 |= SPI_CPHA_2Edge;
devinfo_ptr->CR2 |= device_info->DataSize;

Настройка блока SPI:

Код

TDeviceInfo* devinfo_ptr = SPIdeviceListPtr + device_id;
SPI_TypeDef* SPIRegs;
if (SPINumber==SPIDRV_DEVICE1_INDEX)
    SPIRegs = SPI1;
else if (SPINumber==SPIDRV_DEVICE2_INDEX)
    SPIRegs = SPI2;

SPIRegs->CR1 &= ~SPI_CR1_SPE;
SPIRegs->CR1 = devinfo_ptr->CR1;
SPIRegs->CR2 = devinfo_ptr->CR2;
SPIRegs->CR1 = devinfo_ptr->CR1;
SPIRegs->CR2 &= ~SPI_CR2_DS;
SPIRegs->CR2 = devinfo_ptr->CR2;
SPIRegs->CR1 |= SPI_CR1_SPE;

Процедура отправки 16 бит данных в виде "2 раза по 8 бит":

Код

void CSPIDriver::SendData(uint16_t data)
    {
    SPI_TypeDef* SPIRegs;
    if (SPINumber==SPIDRV_DEVICE1_INDEX)
        SPIRegs = SPI1;
    else if (SPINumber==SPIDRV_DEVICE2_INDEX)
        SPIRegs = SPI2;

    uint8_t byte1;
    uint8_t byte2;
    if ((SPIdeviceListPtr+CurrentDeviceID)->CR1&SPI_CR1_LSBFIRST)
        {
        byte1 = ((uint8_t*)&data)[0];
        byte2 = ((uint8_t*)&data)[1];
        }
    else
        {
        byte1 = ((uint8_t*)&data)[1];
        byte2 = ((uint8_t*)&data)[0];
        }

    while (SPIRegs->SR&SPI_SR_BSY);
    while (SPIRegs->SR&SPI_SR_RXNE)
        {volatile uint32_t dummy = SPIRegs->DR;}

    SPIRegs->DR = byte1;
    SPIRegs->DR = byte2;
    while (!(SPIRegs->SR&SPI_SR_TXE));
    }

Процедура приема данных:

Код

int32_t CSPIDriver::ReadMass(uint8_t* data, uint32_t count)
    {
    if (!data || !count)
        return 0;
    SPI_TypeDef* SPIRegs;
    if (SPINumber==SPIDRV_DEVICE1_INDEX)
        SPIRegs = SPI1;
    else if (SPINumber==SPIDRV_DEVICE2_INDEX)
        SPIRegs = SPI2;

    while (SPIRegs->SR&SPI_SR_BSY);
    while (SPIRegs->SR&SPI_SR_RXNE)
        {volatile uint32_t dummy = SPIRegs->DR;}

    uint32_t items_sent = 0;
    uint32_t items_recieved = 0;
    while (items_recieved<count)
        {
        while (items_sent<count && (SPIRegs->SR&SPI_SR_FTLVL)!=SPI_TransmissionFIFOStatus_Full)
            {
            SPIRegs->DR = 0xFF;
            items_sent++;
            }
        while (SPIRegs->SR&SPI_SR_RXNE)
            data[items_recieved++] = SPIRegs->DR;
        }

    return items_recieved;
    }

[adnega]

Если кто-то сталкивался с подобным поведением, подскажите, в каком направлении двигаться?

Многое зависит от того каким образом вы записываете данные в регистр DR.
Если число бит в посылке от 4 до 8, то к нему нужно обращаться как к байту (т.е. читать и писать uint8_t).
Если число бит в посылке от 9 до 16, то к нему нужно обращаться как к полуслову (т.е. читать и писать uint16_t).
Для этого в StdLib я поправил структуру для SPI:

CODE

/**
* @brief Serial Peripheral Interface
*/

typedef struct
{
__IO uint16_t CR1; /*!< SPI Control register 1 (not used in I2S mode), Address offset: 0x00 */
uint16_t RESERVED0; /*!< Reserved, 0x02 */
__IO uint16_t CR2; /*!< SPI Control register 2, Address offset: 0x04 */
uint16_t RESERVED1; /*!< Reserved, 0x06 */
__IO uint16_t SR; /*!< SPI Status register, Address offset: 0x08 */
uint16_t RESERVED2; /*!< Reserved, 0x0A */
union
{
__IO uint16_t DR16; /*!< SPI data register, Address offset: 0x0C */
__IO uint8_t DR8; /*!< SPI data register, Address offset: 0x0C */
};
uint16_t RESERVED3; /*!< Reserved, 0x0E */
__IO uint16_t CRCPR; /*!< SPI CRC polynomial register (not used in I2S mode), Address offset: 0x10 */
uint16_t RESERVED4; /*!< Reserved, 0x12 */
__IO uint16_t RXCRCR; /*!< SPI Rx CRC register (not used in I2S mode), Address offset: 0x14 */
uint16_t RESERVED5; /*!< Reserved, 0x16 */
__IO uint16_t TXCRCR; /*!< SPI Tx CRC register (not used in I2S mode), Address offset: 0x18 */
uint16_t RESERVED6; /*!< Reserved, 0x1A */
__IO uint16_t I2SCFGR; /*!< SPI_I2S configuration register, Address offset: 0x1C */
uint16_t RESERVED7; /*!< Reserved, 0x1E */
__IO uint16_t I2SPR; /*!< SPI_I2S prescaler register, Address offset: 0x20 */
uint16_t RESERVED8; /*!< Reserved, 0x22 */
} SPI_TypeDef;

В зависимости от разрядности обращаюсь либо к SPIx->DR8, либо SOIx->DR16.

[bseyur]

Многое зависит от того каким образом вы записываете данные в регистр DR.
.....

Действительно, как только я начал обращаться к регистру DR как к байту, все глюки ушли. Благодарю за наводку. Порядок байт теперь также верный.
По правде говоря, сначала я посчитал эту версию несостоятельной, к примеру, чипы NXP честно отбрасывают лишние разряды. Но позже увидел такую расплывчатую формулировку:

When the SPIx_DR register is accessed, data frames are always right-aligned
into either a byte (if the data fits into a byte) or a word (see Figure 293). During
communication, only bits within the data frame are clocked and transferred.

Спрашивается, для чего тогда необходимо поле Data size?