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《浙江大学》 2003年
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VXI测试平台中动态可重构多DSP系统设计方法的研究

刘莉  
【摘要】: 随着军事、航空航天、医疗电子等应用领域对高性能信息处理需求的日益增长,对信息处理系统的实时性、自适应性及小型化等方面的要求不断提高。本文以国家“九五”重点科技攻关项目97-772“自动测试系统与设备技术的研究”为背景,对并行处理技术、FPGA技术、实时总线技术等构建高性能信息处理系统的核心技术进行深入系统的研究探讨,提出了一种动态可重构的多DSP并行处理体系结构。本文首先介绍了“九五”攻关项目的研究成果——一种模块化、支持多DSP并行扩展的多功能VXI测试平台VVP(VXI Versatile Plug-in Platform);然后,在VVP平台的基础上,利用FPGA动态配置技术,提出了一种新的动态可重构多DSP并行系统的设计实现方法;并对动态重构FPGA设计方法进行了研究,提出了极大静态电路逻辑设计方法和递增式走线的器件布线方法,以达到减小动态重配置时间,提高重构效率的目的;本文还对多DSP系统的性能分析和建模方法进行研究,提出了利用分布式有限状态机(Distributed Finite State Machine)的多DSP并行系统性能模型建模方法,并结合硬件描述语言进行分析、仿真。 第—章绪论部分阐述了选题的意义,介绍了高性能信息处理领域内实时信号处理技术、并行处理技术、FPGA技术和VXI总线技术的研究与发展现状,并介绍了课题提出的背景与主要研究内容与任务。 第二章系统地介绍了模块化、支持多DSP并行扩展的32位寄存器基“VXI多用途插板式硬件平台(VXI Versatile Plug-in Platform,VVP)”。本章详细阐述了VVP平台的设计思想、体系结构以及VVP控者模块逻辑设计的实现。并提出了VVP功能子系统“存储区地址全透明映射”的多向访问控制策略,以支持多层次插板模块。最后介绍了VVP基于多SHARC的可扩展并行处理系统的组成特点。 第三章分析了多DSP并行系统体系结构动态可重构的意义,介绍了FPGA动态配置技术,比较了现有的一些多处理器动态互连的设计实现方法,在此基础上,提出了利用局部动态重构FPGA技术设计实现实时动态可重构多SHARC功能系统的新方法。本章详细阐述了基于VVP平台的多SHARC功能插板的具体硬件实现,以动态重构FPGA设计为核心,论述了局部动态重构FPGA设计流程和方法,提出了极大静态电路逻辑设计方法和递增式布线方法,以达到减小动态重配置时间,提高系统运行效率的目的。在FPGA上设计实现了多SHARC的动态互连网络电路和硬件协处理电路,实现了多SHARC子系统的双重重构必性。最后以并行FFT算法为例,模拟验证了动态互连结构下的度行运算效率。 浙江大学博士学位论文 第四章论述了基于模型分析方法的性能研究对并行处理系统设计应用的重 要性,结合VVP平台动态可重构并行系统的结构特点以及SHARC处理器的特 性,对Petri网及查询队列等系统建模方法进行比较,提出了分布式有限状态机 (DFSM,Distributed Finite State Machine)的建模方法,井对在动态可重构 多 SHARC系统运行的并行任务进行了的建模仿真。 第五章描述了符合VXI即插即用规范的VVP虚拟仪器软件系统结构模型, 着重描述了基于WingX/WINNT软件框架下,已定制功能的VVP典型系统中虚 拟仪器驱动程序、驱动程序功能面板、仪器软面板、知识库文件等软件模块的设 计方法,以及在图形化软件开发平台下设计VVP应用程序的一般方法。 最后在第六章总结了本文的研究成果与创新点,并对下一步研究工作进行了 展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP332

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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3 南希;龚龙庆;田卫;李潇;;基于FPGA的动态可重构系统设计与实现[J];现代电子技术;2009年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 段然;嵌入式可重构DSP体系结构研究[D];西北工业大学;2005年
2 田翔;模型预测控制并行计算系统研究[D];浙江大学;2007年
3 王继胜;小平台剖面声纳的信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 吴翔;嵌入式多处理器控制系统结构的研究[D];暨南大学;2006年
2 赵贤杰;VXI500MSa/s任意波形发生器设计[D];电子科技大学;2009年
3 朱霞;非递归数字滤波器(FIR)的设计与实现[D];江南大学;2009年
4 刘胜;基于DSP/FPGA的伺服控制器的研究[D];长春工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宏伟,高梅国,韩月秋;基于VME总线SHARC并行处理系统的设计与实现[J];北京理工大学学报;2000年04期
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4 卢业忠;DSP:捎来春天的信号[J];电子产品世界;2000年05期
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6 王昆,王宇,刘尉悦,王砚方,邢涛,蒋蜀革;数字式声纳的实时信号处理[J];电子技术应用;1999年10期
7 赵佳明,来晓岚,卢焕章;FPGA作为协处理器在实时系统中的应用[J];电子技术应用;2000年03期
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9 龙腾,毛二可,岳彦生,黄若坚;超高速雷达数字信号处理技术[J];电子学报;1999年12期
10 王岳环,汪国有,张天序;一种模块化多DSP实时图像处理系统[J];华中理工大学学报;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 高昆;基于DSP并行处理系统的虚拟仪器设计方法的研究[D];浙江大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程球;几种并行计算模型的分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
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6 成立,张荣标,李彦旭;几种用于SDR系统的高速高精度ADC电路[J];半导体技术;2001年10期
7 张波,张焕春,经亚枝;基于SHARC的高速数字电路系统设计技术研究[J];半导体技术;2002年02期
8 杨勇涛,赵雅兴;DSP的软件UART实现[J];半导体技术;2003年10期
9 林贻山,冉峰,薛忠杰,倪国宗,何冬明;一种32位浮点DSP中的串行通信口的设计[J];半导体技术;2004年08期
10 贺焕林,方向前;超声波拖尾电路的研究[J];半导体技术;2005年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Implementation of Dynamic Matrix Control on FPGA[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 周静;周海芳;唐玉华;;多模遥感图像高精度配准并行算法研究与实现[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
3 尚勇;吴顺君;;基于降维并行技术的两维自适应FIR滤波[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
4 李小民;孙长瑜;郑宗贵;;一种基于DSP技术的全数字浮标网络系统设计[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
5 李明;吴艳;吴顺君;包志强;;高性能雷达信号处理系统设计与实现[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
6 陈志勇;付耀文;黎湘;;实时SAR欺骗干扰系统研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
7 黄毅;李剑;祁金才;张锦雄;;线性阵列上的奇偶归拆排序并行算法的MPI实现[A];广西计算机学会2004年学术年会论文集[C];2004年
8 李旭;;基于VXI总线的自动检测技术分析[A];2008年航空试验测试技术峰会论文集[C];2008年
9 ;Distributed Arithmetic FIR Filter for Electrical Resistance Tomography System[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
10 莫世奇;邢志刚;张揽月;杨德森;;SHARC实现声矢量信号的实时处理[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琦;多核系统中的程序性能优化研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 张帆;基于MPI和GPU直流电法和大地电磁法三维正演的并行算法研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 董强;几类规则互连网络的嵌入与容错嵌入研究[D];重庆大学;2010年
4 李银;椭圆曲线密码中的有限域算术运算研究[D];上海交通大学;2011年
5 严明;面向领域应用的异构多核SoC系统结构设计与优化[D];国防科学技术大学;2011年
6 伍湘君;GRAPES高分辨率气象数值预报模式并行计算关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 陈虎;面向应用的指令集处理器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 姜磊;视频电子消旋系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
9 王大朋;高速电机磁轴承控制与监测技术研究[D];沈阳工业大学;2012年
10 王浩刚;电大尺寸含腔体复杂目标矢量电磁散射一体化精确建模与高效算法研究[D];电子科技大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李秀芳;基于多核的多线程算法并行优化[D];郑州大学;2010年
2 瞿宗武;便携式单频测深仪系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 薛明玉;遗传算法和神经网络在结构损伤识别中的应用[D];大连理工大学;2010年
4 高和东;GPU并行计算在LSSVM建模中的研究与应用[D];大连理工大学;2010年
5 郜晓亚;水电站(群)长期优化调度多核并行算法与应用[D];大连理工大学;2010年
6 金见春;SF_6视频检测处理系统的设计与实现[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 梁祖薪;开关电源自动测试生产线的设计[D];江西理工大学;2010年
8 屈建设;雷达多机系统软件设计与实现[D];电子科技大学;2010年
9 牛伟光;基于VXI总线二次雷达性能及模块故障诊断系统[D];电子科技大学;2010年
10 杨珏;基于并行环境求解TSP问题[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王昭顺,王沁,曲英杰;可重构计算机体系结构[J];北京科技大学学报;2001年04期
2 王宏伟,高梅国,韩月秋;基于VME总线SHARC并行处理系统的设计与实现[J];北京理工大学学报;2000年04期
3 于新潮;;双向可控硅过零触发电路的设计[J];包头职业技术学院学报;2009年01期
4 顾华玺,刘增基,邱智亮,康国昌;直连网络在太比特路由器中的应用[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年01期
5 刘广臣,张惠安,贾爱宾;数字信号处理中的加窗问题研究[J];长沙大学学报;2003年04期
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7 李文军,赵金宇,陈涛;速度滞后补偿参数对光电伺服系统的影响分析[J];测试技术学报;2005年01期
8 张军,谢荣华,计秉玉,王彪;输入受限时滞系统的鲁棒模型预测控制[J];电机与控制学报;2004年04期
9 徐成节,陈祝明,黄巍;宽带LFM信号去斜率数字脉压方法性能分析[J];电子科技大学学报;2004年05期
10 郭磊,杨中海;LFMCW雷达信号多周期模糊函数分析[J];电子科技大学学报;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高昆;基于DSP并行处理系统的虚拟仪器设计方法的研究[D];浙江大学;2002年
2 王连明;机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
3 王建立;光电经纬仪电视跟踪、捕获快速运动目标技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
4 林建波;基于嵌入式数控平台的网络化制造技术的研究[D];天津大学;2003年
5 姜晶菲;可重构密码处理结构的研究与设计[D];国防科学技术大学;2004年
6 顾华玺;直连网络关键技术的研究[D];西安电子科技大学;2005年
7 姚震;并行程序设计模型若干问题研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 张晓哲;路由协议并行处理技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
9 潘小敏;计算电磁学中的并行技术及其应用[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
10 管建和;电磁场有限元法解释分布式并行计算的研究[D];中国地质大学(北京);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵岩;编码器测速方法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
2 温辉宏;基于DSP技术与PCI总线的数据采集处理系统[D];重庆大学;2003年
3 荆元利;DSP处理器系统结构研究[D];西北工业大学;2002年
4 孙健;动态高型控制方法在光电经纬仪跟踪伺服系统中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
5 郑先国;基于VXI总线的多DSP处理器模块的设计[D];北京工业大学;2004年
6 刘静宜;基于VXI总线的任意波形发生器的研究[D];北京化工大学;2002年
7 桂国亮;用于电力装置的多CPU硬件系统设计[D];东南大学;2004年
8 罗毅成;经纬仪跟踪转台模型的辨识[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
9 周晓东;预测滤波技术在电视跟踪系统中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
10 王文梁;100MSa/s任意波形发生器硬件设计[D];电子科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张刚;高献伟;李涛;雷咸超;;基于部分可重构技术的AES算法设计与实现[J];成都信息工程学院学报;2011年01期
2 王春玲;刘磊;;FPGA的可重构测控系统应用设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2008年12期
3 刘莉莉;粟欣;张汉毅;;软件无线电平台可重配置接口的实现[J];电子技术应用;2010年08期
4 巩蓓蓓;任爱锋;胡方明;;基于FPGA数据流控制动态可重构的实现[J];电子科技;2011年03期
5 杨燕;黄宇平;;基于FPGA的数字电子系统容错机制的研究[J];装备制造技术;2011年12期
6 唐相雷;陈峰;曾虹;;基于μC/OS-Ⅱ软/硬件任务管理的可重构系统实现[J];杭州电子科技大学学报;2011年01期
7 陈晓畋;韩爱芳;;基于FPGA的可重构计算技术研究[J];计算机与信息技术;2010年04期
8 俞吉波;孔雪;郑哲;祝永新;付宇卓;;FPGA实际可用性评估与发展趋势分析[J];计算机工程;2011年13期
9 陈明学;;基于嵌入式的可重构检测设备的设计[J];江苏工业学院学报;2009年02期
10 谭思炜;潘红兵;;一种动态可重构Reed-Solomon译码器的设计[J];计算机测量与控制;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 齐鑫;冯文全;;基于动态重配置的SEU故障检测与修复系统的设计[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(中)[C];2009年
2 王伟;吴巨红;陈曾平;张银福;;基于System ACE的SoPC统一配置实现技术[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 孙尧;纬编针织物疵点实时智能检测的研究[D];东华大学;2010年
3 刘源;可重构星载计算机体系结构与容错技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 王侃文;领域专用可重构计算结构研究[D];复旦大学;2011年
5 鞠浩;腹腔镜微创外科手术机器人控制系统研究[D];南开大学;2009年
6 申静;基于PPLN波导的全光数字信号处理研究[D];北京邮电大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 张焜琨;基于BIST的FPGA内部延时故障测试方法的研究与应用[D];西安电子科技大学;2011年
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5 舒宗杰;SCA电台信号处理模块的设计与实现[D];西南交通大学;2011年
6 任麒斌;局部动态可重构硬件框架和开发方法研究[D];杭州电子科技大学;2010年
7 盛荣菊;神经网络PID飞行控制算法的FPGA实现研究[D];河南科技大学;2009年
8 何欣远;数字下变频的FPGA技术的研究[D];华中科技大学;2010年
9 刘斐文;基于FPGA动态重构的数字系统容错设计技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
10 马飞;可重构飞轮模拟器研制[D];哈尔滨工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宏伟,高梅国,韩月秋;基于VME总线SHARC并行处理系统的设计与实现[J];北京理工大学学报;2000年04期
2 马海潮,高梅国,毛二可,韩月秋;基于VXI总线模块化的雷达数字信号处理机[J];北京理工大学学报;1998年05期
3 戴擎宇,杨占昕,梅士兵,何佩琨,韩月秋;基于TMS320C80的视频图像处理系统的研制[J];北京理工大学学报;1998年05期
4 赵永辉,邓樱;VXIplug&play仪器驱动器及其在测试系统软件开发中的应用[J];测试技术学报;1998年01期
5 孙世新,郑文学;一类特殊DFT的快速算法[J];电子科技大学学报;1997年06期
6 吴天麟;;可编程仪器数字接口的发展[J];电子测量技术;1992年01期
7 卢业忠;DSP:捎来春天的信号[J];电子产品世界;2000年05期
8 牛夏牧,付平,彭喜源;VXI非标准I/O函数库的VISA标准化方法研究[J];电子测量与仪器学报;1999年04期
9 王昆,王宇,刘尉悦,王砚方,邢涛,蒋蜀革;数字式声纳的实时信号处理[J];电子技术应用;1999年10期
10 谢玉堂,贺瑞龙,吴曼青;基于ADSP2106X的高速(雷达)数字信号处理单元的设计[J];电子技术应用;1998年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁建华;刘怡静;李颖;;认知无线电系统动态可重构软件波形的开发[J];现代电子技术;2011年07期
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3 黄瑜臣;吴强;陈宇;李哲涛;;面向RSoC的过程级动态软硬件划分[J];计算机工程与应用;2010年11期
4 黄乐天;李广军;;一种流水线ADC数字域动态可重构架构[J];微电子学与计算机;2011年07期
5 王开宇;夏书峰;刘东旭;;基于差异和模块重构技术的动态可重构设计[J];微电子学与计算机;2010年11期
6 潘兴武;吕志强;;基于可穿戴计算机的动态重构硬件模块设计[J];电子科技大学学报;2010年S1期
7 周盛雨;孙辉先;陈晓敏;安军社;张健;;基于FPGA的动态可重构系统实现[J];电子器件;2007年02期
8 陈梅;邓胡滨;李津发;;无线动态重构系统的可靠性设计[J];电子技术应用;2006年12期
9 ;赛灵思实现FPGA的局部动态重构将于2010年春正式商用化[J];电子设计应用;2009年10期
10 李淑霞;单鸿波;;基于敏捷制造单元的车间动态重构[J];计算机集成制造系统;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 李炜;许中卫;刘政怡;刘露露;;非完全确定有限状态机最小化有效算法的研究[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 李炜;吴建国;刘政怡;;非完全确定有限状态机最小闭覆盖的有效算法[A];第四届中国软件工程大会论文集[C];2007年
4 肖松;李跃华;张金林;;基于FPGA局部动态可重构的抗SEU容错系统研究[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
5 王宗义;;有限状态机原理在OA系统中的运用[A];广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
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7 朱维勇;傅桂生;;基于VHDL语言的有限状态机设计方法[A];全国第16届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集[C];2004年
8 陶丽;张自力;丁晓明;;一种适用于动态重构的联盟形成算法[A];2008年计算机应用技术交流会论文集[C];2008年
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10 肖军;贾宁宇;于淼;席宁;;小型爬壁机器人步态规划的研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 褚万江 曾晓伟 陈敬农;新一代天气雷达通过验收[N];中国气象报;2000年
3 刘本军;Sun Fire 15K动态域实现按需分配[N];中国计算机报;2002年
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6 本报记者 江波;电子政务需“研发”[N];网络世界;2002年
7 依兰;DSP开发有良方[N];计算机世界;2002年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 张登攀;网格环境下可重构测量理论研究[D];华中科技大学;2007年
4 徐新民;FPGA资源动态重构及低功耗研究[D];浙江大学;2007年
5 刘守山;超声数字信号处理系统可重构架构的研究[D];浙江大学;2007年
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7 彭春光;基于语义交互和动态重构的兵棋推演系统概念框架及其关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张颖蓓;LDP协议一致性测试研究与实现[D];国防科学技术大学;2003年
2 董刚;基于自主智能体的群体动画创作方法研究与实现[D];国防科学技术大学;2004年
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4 董焕珍;基于EFSM的UIO序列的生成研究[D];青岛大学;2009年
5 陈卫涛;动态可重构系统形式化验证工具与原型平台的设计与实现[D];东北大学;2010年
6 黄丽雯;嵌入式Web服务器中有限状态机的设计与实现[D];东北大学;2005年
7 于颖书;智能流量计量控制系统及其VHDL实现[D];天津大学;2005年
8 柯金水;基于SIP的NAT/防火墙穿透研究及SBC的设计与实现[D];华中科技大学;2005年
9 朱志伟;基于有限状态机的体育视频比赛类型识别[D];吉林大学;2006年
10 孙梅娟;水表自动检定装置与管理信息系统的研究[D];天津大学;2005年
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