JPH0650855B2 - デイジタル信号の位相差吸収回路 - Google Patents

デイジタル信号の位相差吸収回路

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JPH0650855B2
JPH0650855B2 JP60038539A JP3853985A JPH0650855B2 JP H0650855 B2 JPH0650855 B2 JP H0650855B2 JP 60038539 A JP60038539 A JP 60038539A JP 3853985 A JP3853985 A JP 3853985A JP H0650855 B2 JPH0650855 B2 JP H0650855B2
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    • H04J3/02Details
    • H04J3/06Synchronising arrangements
    • H04J3/062Synchronisation of signals having the same nominal but fluctuating bit rates, e.g. using buffers

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、システムのクロックの周波数が全く同一で
も、異なる位相で動作している2個のディジタルシステ
ム同士のデータの受け渡しのために適用されるディジタ
ル信号の位相差吸収回路に関する。
〔発明の概要〕
この発明は、入力ディジタルデータとこの入力ディジタ
ルデータに同期した外部クロックが入力され、上部外部
クロックと周波数が等しい内部クロックに同期した出力
ディジタルデータを形成するようにしたディジタル信号
の位相差吸収回路において、ラッチとゲート回路とを複
数組縦続接続し、複数個のラッチの中で対応するものが
ラッチ動作を行う時にオフとなるように、ゲート回路を
制御することにより、メモリを使用せずに、ディジタル
信号の位相差を吸収するようにしたものである。
〔従来の技術〕
ディジタル機器例えばディジタルビデオ信号処理機器の
間のデータ転送について、第5図及び第6図を参照して
説明する。
第5図に示すように、2個のディジタルシステム71及
び72の間でデータの受け渡しを行う場合、テータと共
にクロックがシステム71から72に伝送される。シス
テム71を動かしているクロックCK1とシステム72
を動かしているクロックCK2とは、互いに同一の周波
数で位相が異なっているものとする。
システム72は、システム71から送られてきたデータ
をシステム72のクロックにより単純にラッチすること
ができない。そこで、クロックCK2を代わりにデータ
と共に送られてきたクロックCK1でシステム72を動
かせば、データは、ミスラッチされることなくシステム
72にデータが受け渡される。
しかしながら、送られてきたクロックCK1をシステム
72のクロックとして使用すると、次の問題点が発生す
る。
第1に、クロックCK1が長距離伝送される途中で、デ
ータとの干渉によって、クロックにジッターが多くな
り、誤動作が発生する。第2に、システムの段数が増加
すると、クロックの波形が劣化して、クロックパルス幅
を整形する必要が生じる。
更に、上述の問題点が解決されたとしても、第6図に示
す接続の場合には、対応することができない。第6図で
は、システム81からシステム82及び83の夫々にデ
ータ及びクロックが伝送され、これらのシステム82及
び83からシステム84にデータ及びクロックが伝送さ
れる接続が示されている。
この接続において、一般にシステム81からシステム8
2へのケーブルの距離とシステム81からシステム83
へのケーブルの距離が異なったものとなる。従って、シ
ステム82及びシステム83において、受け取られたク
ロックの位相が異なる。この位相が異なるクロックによ
り、システム82及び83が動作するので、システム8
2及びシステム83の夫々から発生するクロックも、互
いに異なる位相となる。その結果、システム84は、シ
ステム82とシステム83とのどちらのクロックをシス
テムクロックとして使用すれば良いか決定できない。
従来では、第6図に示すディジタル機器の接続の場合に
は、各システムが自分自身でジッターのない安定なクロ
ックで動作できるようしていた。このために、システム
のデータ入力部にFIFOメモリのような非同期でリー
ド/ライトできるメモリを設け、外部のシステムクロッ
クと内部のシステムクロックとの相対的位相差を吸収し
ていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
サンプリング周波数が14MHzのような高速のデータ例
えばディジタルビデオ信号の場合には、メモリを2個並
列化して、位相差吸収用のメモリを構成する必要があっ
た。従って、回路規模が増大する欠点があった。
従って、この発明の目的は、メモリを使用せずに、外部
クロックと内部クロックとの位相差を吸収することがで
きる位相差吸収回路を提供することにある。この発明
は、ディジタルビデオ信号のような高速のデータの場合
でも、回路規模が小さな位相差吸収回路を実現すること
ができる。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、入力デイジタルデータとこの入力デイジタ
ルデータに同期した外部クロックCKWが入力され、外
部クロツクCKWと周波数が等しい内部クロツクCKR
に同期した出力デイジタルデータを形成するようにした
デイジタル信号の位相差吸収回路において、 入力データが並列的に供給される、少なくとも3個のラ
ッチ手段(3〜6)と、 外部クロックCKWからラッチ手段(3〜6)に順次入
力データをラッチするための外部クロツクCKWに同期
した、ラッチ手段(3〜6)の個数分の相のラッチ制御
信号を形成する手段(7,9,10)と、 ラッチ手段(3〜6)の各々の出力が供給され、ゲート
制御信号により、内部クロツクCKRの1周期ずつ順次
オンするゲート手段(23〜26)と、 ラッチ制御信号の何れか1つである第1のラッチ制御信
号と、この第1のラッチ制御信号を内部クロツクCKR
又は外部クロツクCKWの1/2周期分位相を変化させ
た第2のラッチ制御信号とのいずれかを、選択信号に基
づいて選択する手段(31)と、 選択手段(31)によって選択された信号にジッターが
存在するかを検出するジッター検出手段と、 ジッターが検出された場合は第2のラッチ制御信号を選
択し、ジッターが検出されない場合は第1のラッチ制御
信号選択することを指示する選択信号を生成する手段
(50,51)と、 選択手段(31)によって選択されたラッチ制御信号を
内部クロツクCKRと同期して遅延させ、ゲート手段と
対応するラッチ手段(3〜6)がラッチ動作を行う時に
オフとなるように、ゲート手段を制御するゲート制御信
号を発生する手段(42,27)とを備え、 ジッター検出手段は、 複数個のシフトレジスタ(41,42,43)と、 複数個のシフトレジスタ(41,42,43)の入力端
子間に設けられた、選択されたラッチ制御信号を、内部
クロツクCKRの周期より充分短い時間遅延する遅延手
段(35〜36)と、 複数個のシフトレジスタ(41,42,43)のそれぞ
れにおいて、異なる段の出力をそれぞれ比較する比較手
段(47,48,49)とからなることを特徴とするデ
イジタル信号の位相差吸収回路である。
〔作用〕
ラッチ制御信号のタイミングを規定する信号からゲート
制御信号を発生させる。このゲート制御信号は、ラッチ
制御信号に対して所定の位相差を持つようにされる。従
って、ラッチ手段3〜6がラッチ動作を行っている時
に、対応するゲート手段がオンすることが防止される。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。
第1図において、INDATAと表された入力端子1に
例えば8ビット並列の入力データが供給される。第1図
において、CKWが入力データと共に供給される外部ク
ロックを示し、CKRがデータを受け取るシステム側の
内部クロックを示す。入力データがラッチ2に供給さ
れ、外部クロックCKWにより順次ラッチされる。
ラッチ2の出力側に4個のラッチ3,4,5,6が並列
に設けられている。これらのラッチ3〜6には、外部ク
ロックCKW及びシフトレジスタ7からのクロックイネ
ーブル信号が供給される。シフトレジスタ7には、マル
チプレクサ8の出力信号が入力として供給される。
マルチプレクサ8の一方の入力端子にNANDゲート1
0の出力信号が供給される。NANDゲート10には、
2ビットのカウンタ9の並列出力が供給される。カウン
タ9は、外部クロックCKWを計数するもので、NAN
Dゲート10の出力には、4クロック毎に‘L ’(ロー
レベル)となるパルスが発生する。マルチプレクサ8の
他方の入力端子には、SWINで示す入力端子12から
のクロックがラッチ11を介して供給される。
シフトレジスタ7には、外部クロックCKWがシフトパ
ルスとして供給され、その4個の出力には、外部クロッ
クCKWの1周期ずつ順次‘L ’となるクロックイネー
ブル信号が発生する。このクロックイネーブル信号の夫
々がラッチ3〜6に供給される。クロックイネーブル信
号の‘L ’の期間にのみ、ラッチ3〜6の夫々が入力デ
ータをラッチすることができる。また、シフトレジスタ
7からラッチ4に供給されるクロックイネーブル信号が
ラッチ15を介してSWOTで示される出力端子16に
取り出される。
ラッチ3〜6の夫々の出力側にゲート回路23,24,
25,26が設けられる。これらのゲート回路23〜2
6には、シフトレジスタ27からのアウトプットコント
ロール信号が供給される。ゲート回路23〜26は、ア
ウトプットコントロール信号が‘L ’の時にのみオンと
なる。シフトレジスタ27には、内部クロックCKRが
シフトパルスとして供給され、内部クロックCKRと同
期してアウトプットコントロール信号が形成される。
シフトレジスタ27からゲート回路24に供給されるア
ウトプットコントロール信号がラッチ28を介してSR
OTで示す出力端子29に取り出される。ゲート回路2
3〜26の出力データがラッチ22に供給され、内部ク
ロックCKRにより順次ラッチされる。このラッチ22
から出力データがOTDATAで示す出力端子21に取
り出される。
ゲート回路23〜26の夫々がオンになるタイミング
は、各ゲート回路と対応しているラッチがラッチ動作を
行っている期間を避ける必要がある。つまり、ラッチ2
2が変化の途中のデータを受け取るのを防ぐためであ
る。例えばラッチ3がラッチしている期間では、時間的
に最も離れたゲート回路25がオンするように制御され
る。ラッチ動作を行っているラッチとオンになるゲート
回路との関係は、下記のように示される。
(ラッチ) →3→4→5→6→3→4・・ (ゲート回路)→25→26→23→24→25→26・・ 上述のように、ラッチ3〜6のラッチ動作と所定の時間
関係でゲート回路23〜26がオンするように制御され
る。この制御を行うためには、シフトレジスタ27で発
生するアウトプットコントロール信号のタイミングがシ
フトレジスタ7で発生するクロックイネーブル信号のタ
イミングと所定の関係を持つように規定される。
NANDゲート10の出力信号がラッチ14を介してマ
ルチプレクサ31の一方の入力端子に供給される。これ
と共に、ラッチ14の出力信号がラッチ32を介してマ
ルチプレクサ31の他方の入力端子に供給される。ラッ
チ32には、インバータ33を介された内部クロックC
KRが供給される。マルチプレクサ31は、後述のJK
フリップフロップ51の出力により制御される。
ラッチ32にインバータ33を介して外部クロックCK
Wを供給するようにしても良い。
マルチプレクサ31の出力がシフトレジスタ41に供給
されると共に、インバータ34,35,36,37の直
列接続に供給される。インバータ34〜37は、遅延回
路を構成し、インバータ35及び36の接続点の出力信
号がシフトレジスタ42の入力端子に供給される。イン
バータ37の出力信号がシフトレジスタ43の入力端子
に供給される。
これらのシフトレジスタ41,42,43には、シフト
パルスとして内部クロックCKRが供給される。この内
部クロックCKRにより、マルチプレクサ31の出力が
ラッチされて、シフトレジスタ41,42,43に取り
込まれる。
シフトレジスタ42の第2段目の出力がマルチプレクサ
30の一方の入力端子に供給される。マルチプレクサ3
0の他方の入力端子には、SRINで示す入力端子38
からのパルス信号がラッチ39を介して供給される。マ
ルチプレクサ30の出力信号がシフトレジスタ27に供
給される。
マルチプレクサ8及び30の状態がMDで示す端子13
からのモード設定信号により制御される。このモード設
定信号は、データの並列ビット数が8ビットで、第1図
に示す構成を単独で使用する時と、データの並列ビット
数が8ビットより多くなり、第1図に示す構成を並列接
続する時とを切り替えるための信号である。並列接続の
第2番目以降の単位構成として、第1図に示す回路が使
用される時には、マルチプレクサ8及び30の夫々が端
子12及び38からの信号を選択するようになされる。
前述のシフトレジスタ41及び42の初段の出力がEX
−ORゲート44に供給される。シフトレジスタ41及
び43の初段の出力がEX−ORゲート45に供給され
る。シフトレジスタ42及び43の初段の出力がEX−
ORゲート46に供給される。インバータ34〜37に
よる遅延時間は、僅かなものであり、ラッチ14の出力
は、外部クロックCKWに同期している。従って、EX
−ORゲート44,45,46の中で、2つの入力が不
一致となり、その出力が‘H ’(ハイレベル)となるE
X−ORゲートが在る時には、外部クロックCKWと内
部クロックCKRとの位相が極めて近接しており、シフ
トレジスタ42がマルチプレクサ31の出力のラッチ動
作を誤るおそれがあることを意味している。
また、シフトレジスタ41,42,43の夫々の初段の
出力と夫々の第5段目の出力とがEX−ORゲート4
7,48,49に供給される。マルチプレクサ31から
の信号は、クロックの4周期毎に‘L ’となる信号であ
るから、この信号に全くジッターが無いものとすれば、
各シフトレジスタ41,42,43の初段の出力と第5
段目の出力とが同一となり、EX−ORゲート47,4
8,49の各出力が‘L ’となる。
しかし、外部クロックCKWと内部クロックCKRとの
位相が近く且つジッターが在る場合には、各シフトレジ
スタ41,42,43の初段の出力と第5段目の出力と
が一致しなくなり、EX−ORゲート47,48,49
の少なくとも一の出力が‘H ’となる。6個のEX−O
Rゲート44〜49の各出力がORゲート50に供給さ
れる。
ORゲート50の出力がJKフリップフロップ51のJ
入力端子に供給され、ORゲート50の出力の反転信号
がJKフリップフロップ51のK入力端子に供給され
る。JKフリップフロップ51のクロック端子には、内
部クロックCKRが供給される。ORゲート50の出力
が‘H ’の時に、(J=‘H ’,K=‘L ’)となり、
JKフリップフロップ51の出力が内部クロックCKR
と同期して以前の状態と反転する。ORゲート50の出
力が‘L ’の時には、(J=‘L ’,K=‘H ’)とな
り、JKフリップフロップ51の出力は、以前の状態の
ままである。このJKフリップフロップ51の出力によ
って、マルチプレクサ31が制御される。
従って、マルチプレクサ31がラッチ14の出力を選択
している状態で、外部クロックCKWと内部クロックC
KRの位相が接近して、ORゲート50の出力が‘H ’
となると、JKフリップフロップ51の出力が反転す
る。これにより、マルチプルクサ31の出力に発生する
パルス信号は、内部クロックCKRの1/2周期、位相が
シフトされたものとなる。従って、内部クロックCKR
と外部クロックCKWの位相が接近している時には、シ
フトレジスタ27に供給されるパルスの位相が内部クロ
ックCKRの1/2周期、強制的に変化される。この場
合、ラッチ32には、外部クロックCKWを供給しても
良い。
上述のこの発明の一実施例について、第2図及び第3図
を参照してその動作を説明する。
第2図は、外部クロックCKW(第2図A)と内部クロ
ックCKR(第2図F)との位相が離れている場合、例
えば180 度位相が異なる時の動作を示す。第2図Bは、
NANDゲート10の出力信号を示す。NANDゲート
10の出力信号は、外部クロックCKWの4周期毎に
‘L ’となる。
NANDゲート10の出力信号がマルチプレクサ8を介
してシフトレジスタ7に供給され、このシフトレジスタ
7の4個の出力端子に第2図Cに示すように、4相のク
ロックイネーブル信号が発生する。従って、ラッチ2か
らの入力データS0,S1,S2,S3,S4,S5,・・・・が第
2図Dに示すように、ラッチ3,4,5,6に順にラッ
チされる。
第2図Eは、ラッチ14にラッチされたNANDゲート
10の出力信号を示す。第2図に示すように、外部クロ
ックCKWと内部クロックCKRとの位相差が大きい時
には、マルチプレクサ32がラッチ14の出力信号(第
2図E)を選択する。
ラッチ14の出力信号がインバータ34,35を介して
シフトレジスタ42に供給され、このシフトレジスタ4
2の初段及び2段目に第2図Gに示す出力信号が発生す
る。
シフトレジスタ42の2段目の出力信号がマルチプレク
サ30を介してシフトレジスタ27に供給される。従っ
て、このシフトレジスタ27から第2図Hに示す4相の
アウトプットコントロール信号が発生する。このアウト
プットコントロール信号の各相がゲート回路23〜26
に供給される。ゲート回路23〜26の出力信号がラッ
チ22によりラッチされ、第2図Iに示すラッチ22の
出力信号が出力端子21に取り出される。
例えばゲート回路23には、第2図H中で、一番上に
記載されたアウトプットコントロール信号が供給され、
このアウトプットコントロール信号の‘L ’の期間にオ
ンとなる。この時に、ゲート回路23の出力には、ラッ
チ3からの入力データ例えばS0 が取り出される。この
期間は、第2図Dに示すように、ラッチ5が入力ゲータ
S2 をラッチする期間と対応している。
第3図は、外部クロックCKW(第3図A)と内部クロ
ックCKR(第3図F)との位相が極めて近い場合の動
作を示す。第2図B,第2図C,第2図D,第2図Eの
夫々と同様に、第3図B,第3図C,第3図D,第3図
Eの夫々は,NANDゲート10の出力信号、シフトレ
ジスタ7の4個の出力端子に発生する4相のクロックイ
ネーブル信号、ラッチ3,4,5,6の出力信号、ラッ
チ14にラッチされたNANDゲート10の出力信号を
示す。また、第3図Gは、ラッチ32の出力信号を示
す。ラッチ32の出力信号は、内部クロックCKRの1/
2周期の遅れをラッチ14の出力信号に対して有する。
第3図に示すように、外部クロックCKWと内部クロッ
クCKRとの位相差が極めて小さい時には、マルチプレ
クサ31がラッチ32の出力信号(第3図G)を選択す
る。
マルチプレクサ31の出力信号がインバータ34,35
を介してシフトレジスタ42に供給され、このシフトレ
ジスタ42の初段及び2段目に第3図Hに示す出力信号
が発生する。
シフトレジスタ42の2段目の出力信号がマルチプレク
サ30を介してシフトレジスタ27に供給される。従っ
て、このシフトレジスタ27から第3図Iに示す4相の
アウトプットコントロール信号が発生する。このアウト
プットコントロール信号の各相がゲート回路23〜26
に供給される。ゲート回路23〜26の出力信号がラッ
チ22によりラッチされ、第3図Jに示すラッチ22の
出力信号が出力端子21に取り出される。
例えばゲート回路23には、第3図Iで一番上に記載さ
れたアウトプットコントロール信号が供給され、このア
ウトプットコントロール信号の‘L ’の期間にオンとな
る。この時に、ゲート回路23の出力には、ラッチ3か
らの入力データS0 が取り出される。この期間は、第3
図Dに示すように、ラッチ5が入力データS2 をラッチ
し始める期間と対応している。
上述のように、外部クロックCKWと内部クロックCK
Rの相対位相が近接している場合と、離れている場合と
の何れの場合でも、ラッチ22は、データを確実にラッ
チすることができる。
この発明の一実施例は、並列ビット数が8ビットより多
い入力データの処理にも対応できる構成とされている。
第4図は、入力データの並列ビット数が32ビットの場
合の構成を示す。第4図において、61,62,63,
64の夫々で示すブロックは、第1図と同様の位相差吸
収回路である。
位相差吸収回路61には、入力データの例えば上位の8
ビットが供給される。入力データの下位側の8ビットず
つが位相差吸収回路62,63,64の夫々の入力端子
に供給される。位相差吸収回路61からのクロックイネ
ーブル信号と関連するタイミング信号及びアウトプット
コントロール信号と関連するタイミング信号が位相差吸
収回路62に供給される。同様に、位相差吸収回路62
から63にこれらのタイミング信号が供給され、位相差
吸収回路63から64にこれらのタイミング信号が供給
される。
また、位相差吸収回路61のモード設定信号が‘L ’と
され、位相差吸収回路61内のマルチプレクサ8及び3
0が内部で発生した信号を選択する状態に設定される。
他の位相差吸収回路62,63,64の夫々のモード設
定信号が‘H ’とされ、これらの位相差吸収回路内のマ
ルチプレクサ8及び30が他の位相差吸収回路からのタ
イミング信号を選択する状態に設定される。
つまり、位相差吸収回路61の動作タイミングを基準と
して他の位相差吸収回路62,63,64が同一のタイ
ミングで動作することになる。位相差吸収回路の外部か
らの信号の入力端子及び外部への信号の出力端子には、
遅延補償のために、夫々ラッチ11,15,28,39
が設けられている。各位相差吸収回路61〜64の8ビ
ットの出力データは、32ビットの出力データにまとめ
られて出力される。
〔発明の効果〕
この発明に依れば、メモリを使用せずに、非同期のシス
テム間で、ディジタル信号の受け渡しを行うことができ
る。従って、ディジタルビデオ信号のように、高速のデ
ータを処理する時に、バッファメモリを使用するのと異
なり、回路規模が大きくなることを防止することができ
る。また、この発明は、外部クロックCKW自身ではな
く、ラッチ制御信号(上述の実施例では、4周期毎に
‘L ’となるラッチ制御信号)に基づいてジッターを検
出するので、外部クロックCKWの1周期内の短い周期
のジッターの場合でも、4周期分の長さで検出すること
によって、確実にこれを検出することができる。さら
に、ジッター検出のために、複数のシフトレジスタを設
け、その入力端子にクロックの周期よりも充分短い遅延
回路を挿入し、各シフトレジスタの異なる段の出力をそ
れぞれ比較する比較手段を設けているので、ラッチして
いる最中のラッチと対応するゲートを開くことによっ
て、変化途中のデータを受け取ることを確実に防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図及び
第3図はこの発明の一実施例の動作説明のためのタイム
チャート、第4図はこの発明を32ビット並列のデータ
の処理に適用した時のブロック図、第5図及び第6図は
従来のディジタル信号の位相差吸収回路の説明のための
ブロック図である。 図面における主要な符号の説明 1:データの入力端子、3,4,5,6:ラッチ、7,
27,41,42,43:シフトレジスタ、8,30,
31:マルチプレクサ、21:データの出力端子、2
3,24,25,26:ゲート回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力デイジタルデータとこの入力デイジタ
    ルデータに同期した外部クロックが入力され、上記外部
    クロツクと周波数が等しい内部クロツクに同期した出力
    デイジタルデータを形成するようにしたデイジタル信号
    の位相差吸収回路において、 上記入力データが並列的に供給される、少なくとも3個
    のラッチ手段と、 上記外部クロックから上記ラッチ手段に順次上記入力デ
    ータをラッチするための上記外部クロツクに同期した、
    上記ラッチ手段の個数分の相のラッチ制御信号を形成す
    る手段と、 上記ラッチ手段の各々の出力が供給され、ゲート制御信
    号により、上記内部クロツクの1周期ずつ順次オンする
    ゲート手段と、 上記ラッチ制御信号の何れか1つである第1のラッチ制
    御信号と、この第1のラッチ制御信号を上記内部クロツ
    ク又は上記外部クロツクの1/2周期分位相を変化させ
    た第2のラッチ制御信号とのいずれかを、選択信号に基
    づいて選択する手段と、 上記選択手段によって選択された信号にジッターが存在
    するかを検出するジッター検出手段と、 上記ジッターが検出された場合は上記第2のラッチ制御
    信号を選択し、上記ジッターが検出されない場合は上記
    第1のラッチ制御信号選択することを指示する上記選択
    信号を生成する手段と、 上記選択手段によって選択されたラッチ制御信号を上記
    内部クロツクと同期して遅延させ、上記ゲート手段と対
    応する上記ラッチ手段がラッチ動作を行う時にオフとな
    るように、上記ゲート手段を制御する上記ゲート制御信
    号を発生する手段とを備え、 上記ジッター検出手段は、 複数個のシフトレジスタと、 上記複数個のシフトレジスタの入力端子間に設けられ
    た、上記選択されたラッチ制御信号を、上記内部クロツ
    クの周期より充分短い時間遅延する遅延手段と、 上記複数個のシフトレジスタのそれぞれにおいて、異な
    る段の出力をそれぞれ比較する比較手段とからなること
    を特徴とするデイジタル信号の位相差吸収回路。
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