На водка сработала. Эх, тяжелое наследие восьмибитников, сам себя перехитрил. В коде обработки так же присутствовала работа по внезапно появившимся флагам другого канала (противоположного вызвавшему прерывание), соответственно NVIC получал новый запрос, а флаги снимались вручную до его обработки. Решение - не выпендриватся и обрабатывать только текущий канал, или же одновременно с флагами сбрасывать и запрос