Transacción SPI entre FPGA y Microcontrolador

Estoy tratando de escribir un protocolo de comunicación entre un FPGA y un Microcontrolador a través de un SPI, siendo el µC el Maestro aquí.

• FPGA: Lattice iCE40 Ultra Breakout Board Rev.A (iCE5LP4K)
• µC: NRF52 nórdico (PCA10040)

Aquí está el código que estoy usando para la parte de FPGA , la simulación funciona muy bien dentro de Active HDL con un proceso que simula el comportamiento del Maestro. Así es como se supone que debe verse la transacción (como se explica en el enlace anterior):

1. Hay datos disponibles en el registro tx_load_data --> trdy es alto
2. El maestro envía el comando "0000 0000" que le indica al esclavo que cargue los datos MOSI posteriores en el registro de recepción, mientras envía simultáneamente el registro de transmisión a MISO (el maestro recibe tx_load_data)
3. trrdy baja cuando se envía el último bit
4. Asimismo, rrdy se eleva para evaluar que se han recibido nuevos datos enviados por el maestro.

Esto funciona en simulación, logré obtener lo mismo que la Figura 4 (ver enlace arriba).

Al tratar de reproducir el mismo comportamiento con el µC adjunto, los datos se cargan, trrdy aumenta, envío un comando como "0x0A", se transmite y algo sucede en el enlace MISO, pero no puedo leerlo correctamente. Por lo que entendí con las comunicaciones SPI, se supone que debo recibir la respuesta mientras presento datos a través de MOSI. ¿Está bien?

Los siguientes son ejemplos de mi código C, estoy bastante seguro de que estoy haciendo algo mal, pero me falta experiencia. Al depurar, los registros del búfer de recepción a menudo se llenan con "111111" (palabras de 6 u 8 bits, es inconsistente). La función sendByte se llama dentro de un controlador de botón, y el búfer rx se imprime en el controlador de eventos spi, llamado en cada transferencia.

 /*
 * This function is supposed to ouput 00000000 01000001 to MOSI
 * Data received is buffered in m_rx_buf[20] array, declared in the header
 */
 void sendByteTest() {
    ret_code_t err_code;

    uint8_t m_tx[2];
    m_tx[0] = 0x0;
    m_tx[1] = 'A';

    m_length = sizeof(m_tx);        /**< Transfer length. */
    err_code = nrf_drv_spi_transfer(&spi, m_tx, m_length, m_rx_buf, m_length);
    if (err_code != NRF_SUCCESS)
        NRF_LOG_PRINTF(" Error during transfer.\r\n");

    memset(m_rx_buf, 0, m_length);
}

int main(void) {
    /** CLOCK, BUTTONS, GPIOTE initialization omitted **/

    nrf_drv_spi_config_t spi_config = NRF_DRV_SPI_DEFAULT_CONFIG(SPI_INSTANCE);
    spi_config.ss_pin = SPI_CS_PIN;
    spi_config.mode = NRF_DRV_SPI_MODE_2;   // ss_n is active low, set accordingly
    spi_config.frequency = NRF_DRV_SPI_FREQ_125K;
    spi_config.bit_order = NRF_SPI_BIT_ORDER_MSB_FIRST;
    APP_ERROR_CHECK(nrf_drv_spi_init(&spi, &spi_config, spi_event_handler));
    int i = 0;

    while(1) {
    nrf_gpio_pin_toggle(LED_1);
    nrf_delay_ms(200);
    }
}