CN101198021A - 基于sdio接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备及实现方法，该设备包括：天线模块；带有SDIO接口的移动数字电视接收设备，包括：主控模块，用于对数字电视信号的码流进行判断，将透明码流传给解码模块，将加密码流通过SDIO接口传给条件接收模块；解码模块，用于对透明码流进行解码处理；带有SDIO接口的条件接收模块，与所述移动数字电视接收设备的SDIO接口连接并进行协议协商、命令交互以及数字电视信号的码流的双向传输，用于对加密码流进行解扰处理，并将解扰后的透明码流传给所述主控模块。本发明通过“机”和“卡”之间的SDIO接口实现移动数字电视条件接收机卡分离，提供了一种更有效的数字电视的内容保护方式。

Description

基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备和方法

技术领域

本发明属于移动数字电视通信领域及移动数字电视内容保护的技术领域，特别是涉及一种基于安全数字输入/输出接口(Secure Digital I/O，SDIO)进行协议协商、命令传输以及数字电视信号码流的双向传输的移动数字电视条件接收机卡分离设备，以及实现移动数字电视条件接收机卡分离设备的方法。

背景技术

就移动数字电视在内容保护方面而言，主要包括数字权限管理技术(Digital RightManagement，简称DRM)和条件接收(Conditional Access，简称CA)。国际上针对DRM在移动业务中的实现开展了大量研究工作，各个不同的公司以及各行业的标准协会或贸易组织也都有各自不同的解决方案。例如，目前有关移动DRM的专有解决方案就包括MS、Real、Irdeto、KeyDRM等。而针对移动广播内容保护，得到了业界广泛支持和认同的开放移动联盟(OMA，Open Mobile Alliance)专门创建了OMA BCAST组织来进一步定义面向移动电视系统的服务和内容保护。目前已经确定了对OMADRM 2.0规范需要进行的扩展以及其他功能。而DVB组织也制定了主要针对自身技术的不同内容保护标准，例如DVB组织针对DVB-H提出了DVB-CBMS(Convergence of Broadcast Services)。这两个互不兼容的协议都致力于在广播与手机之间提供发现与选择、服务购买等互动性，以及内容保护。但在内容保护方面两者存在的分歧如下：OMA-BCAST提倡OMA的数字著作权管理，而DVB-CBMS则支持利用SIM卡的有条件接入系统。除了OMA和DVB以外，还有DAB论坛提出的面向T-DMB的DAB CA。

基于条件接收通过对内容加密的运营模式其内容处理过程有线数字电视类似，从目前所获得的信息来看，接收端仍然要通过Smartcard获取控制字来进行内容解密。不同的节目采用不同的有条件接入系统加扰的，要顺利解扰节目，需要相应的条件接收系统来完成节目的解扰工作，这就需要移动数字电视接收设备要移植相应的条件接收系统软件。由于不同地域的有条件接收系统不同，可能会导致移动数字电视接收设备无法跨地域收看数字电视。

如若采用机卡分离的方式，移动数字电视接收设备只需要处理信号接收，利用外部的条件接收模块来完成节目的解扰，不同地域只要采用不同的条件接收模块即可收看相应的数字电视节目内容，这将是一种简单而又方便的方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备和实现方法，以通过“机”和“卡”之间的SDIO接口进行协议协商、命令传输以及数字电视信号码流的双向传输，实现移动数字电视条件接收机卡分离，提供一种有效的数字电视的内容保护方式。

为解决本发明的技术问题，本发明公开一种基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备，包括：

天线模块，用于接收数字电视信号；

带有SDIO接口的移动数字电视接收设备，包括：主控模块，用于对数字电视信号的码流进行判断，将透明码流传给解码模块，将加密码流通过SDIO接口传给条件接收模块；解码模块，用于对透明码流进行解码处理；

带有SDIO接口的条件接收模块，通过SDIO接口与所述移动数字电视接收设备的SDIO接口连接并进行协议协商、命令交互以及数字电视信号的码流的双向传输，用于对数字电视信号的加密码流进行解扰处理，并将解扰后的透明码流传给所述主控模块。

SDIO接口上的主要通讯包括从接收设备到条件接收模块的加扰流和条件接收模块到移动接收设备的透明流的双向TS流、以及接收设备和条件接收模块之间的机卡分离接口协议。

较优的，所述天线模块和所述移动数字电视接收设备一体设置或分离设置，且所述天线模块连接所述主控模块。

较优的，所述天线模块与所述条件接收模块一体设置或分离设置，通过所述条件接收模块的SDIO接口将所述天线模块接收的数字电视信号的码流传给所述主控模块。

较优的，所述移动数字电视接收设备的SDIO接口和所述条件接收模块的SDIO接口均为SD接口、MiNi-SD接口或Micro-SD接口。

较优的，本发明基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备还包括显示模块，通过所述主控模块与所述解码模块连接，用于对经过解码处理的码流进行播放。

较优的，所述显示模块与所述移动数字电视接收设备一体设置或分离设置。

另外，本发明还公开一种基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离的实现方法，包括：

通过天线模块接收数字电视信号，并通过移动数字电视接收设备对数字电视信号的码流进行判断，将加密码流通过SDIO接口传给条件接收模块；

条件接收模块通过SDIO接口与所述移动数字电视接收设备连接并进行协议协商、命令交互以及数字电视信号的码流的双向传输，且对数字电视信号的加密码流进行解扰处理，将解扰后的透明码流传给所述所述移动数字电视接收设备。

较优的，所述移动数字电视接收设备接收透明码流之后，包括如下处理步骤：对透明码流进行解码处理；将解码处理后的码流进行播放。

较优的，所述天线模块与所述条件接收模块一体设置或分离设置，通过所述条件接收模块的SDIO接口将所述天线模块接收的数字电视信号的码流传给所述所述移动数字电视接收设备。

较优的，所述天线模块和所述移动数字电视接收设备一体设置或分离设置。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明将移动数字电视接收设备的通用部分(硬件)独立出来，做成“机”，而把各地广电运营商的条件接收部分做成“卡”，“卡”与“机”通过一个SDIO接口连接，并通过“机”和“卡”之间的SDIO接口进行协议协商、命令传输以及数字电视信号码流的双向传输，实现移动数字电视条件接收机卡分离，提供了一种更有效的移动数字电视的内容保护方式；

2、本发明中将移动数字电视接收设备与条件接收模块分离，移动数字电视接收设备只需要处理数字电视信号的接收和管理，完成对透明码流的码流播放工作，而不需要处理和条件接收部分有关的内容；而条件接收模块则处理和条件接收部分有关的内容，完成对加扰的移动数字电视节目码流进行解扰的功能；因此，两者的分离设置，有利于简化移动数字电视接收设备的结构和功能，提高对移动数字电视信号的处理速度；

3、本发明是在考虑如手机、智能手机、PDA甚至PC等终端设备均配置有SDIO接口的基础上，提出基于SDIO接口实现移动数字电视条件接收机卡分离，对于不同区域广电运营商提供加扰的数字电视节目，只需要采用不同的条件接收模块即可以收看，即通过移动数字电视接收设备与条件接收模块通过SDIO接口交互协议，而无需更新移动数字电视接收设备，即可实现对不同区域的不同广电运营商提供的移动数字电视节目的解扰处理。因此，本发明尤其适用于在支持数字电视节目信号处理的移动终端设备上实现机卡分离，且方便实用、成本较低；

4、本发明的天线模块可与移动数字电视接收设备分离或一体设置，也可以与条件接收模块分离或一体设置，因此，天线模块的灵活设置，增加了本发明的适用性和灵活性。

附图说明

图1是本发明第一实施例的结构示意图。

图2是本发明中条件接收模块一个较佳实施例的结构示意图

图3是本发明第二实施例的结构示意图。

图4是本发明第三实施例的结构示意图。

图5是本发明第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

目前在移动电视接收设备应用上来看，主要包括手机和个人电脑，如若采用“机卡”不分离的方式，由应用处理器来处理CA的应用，进行解扰和解码。基本过程是移动数字电视接收设备方案开发者License CA，取得针对具体应用处理器平台的库，进行移植，过程与有线数字电视机顶盒CA移植过程类似。

针对应用于“机卡”分离方式的物理接口来讲，多数手机和和计算机都提供SDIO接口，相比其他应用于机卡分离的物理接口，如SPI、USB等接口。SDIO有其独特的优势和市场：首先SD标准原本就是针对Mobile Device而制定，而且许多SDIO周边也被开发出来，让移动终端外接周边更加容易，而且开发更有弹性(不需要内建周边)。SDIO接口的应用将是嵌入式系统最重要的界面技术。而其它接口，如SPI接口的管脚过多，不适合手机和计算机上的接口应用；USB接口只是在技术可行性上满足要求，而在实际工程应用上，可行性还没有确定，在技术应用和实际产品应用上也不如SDIO接口成熟。

因此SDIO接口作为接卡分离方式的物理接口是首选的，在实际应用和市场的选择性上也是可行的。

本发明的核心思想是：将条件接收模块从移动数字电视接收设备中分离，通过安全数字输入/输出接口(Secure Digital I/O，SDIO)接口与移动数字电视接收设备相连并进行协议协商、命令传输以及移动数字电视信号码流的双向传输；移动数字电视接收设备只需要处理移动数字电视信号的透明码流的接收和播放，而所有跟条件接收(CA)有关的过程和处理则由条件接收模块负责，从而提供一种有效的移动数字电视的内容保护方式。

由于将移动数字电视接收设备的通用部分(硬件)独立出来，做成“机”，而把各地运营商的条件接收部分做成“卡”，“卡”与“机”通过一个SDIO接口连接。这样，像支持处理移动数字电视信号的移动设备，例如，手机、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)等移动数字电视接收设备，只需要在不同区域，使用不同的条件接收模块即可收看相应的移动数字电视。

本发明基于SDIO机卡分离接口的移动数字电视接收设备，该移动数字电视接收设备能支持接收透明节目，其主要完成的工作如下：

1、应用处理器通过SDIO接口接收流；

2、根据流的信息，解析节目频道信息；

3、通过SDIO接口选台；

4、将流从SDIO接口通过DMA或者内部总线开关传送到解码器中；

5、解码器完成流的解码播放工作。

移动数字电视接收设备支持机卡分离接口方式的条件接收模块，条件接收模块主要完成的工作包括：

1、初始化机卡分离接口，打开CA会话；

2、应用处理器通过SDIO接口接收流；

3、根据流的信息，解析节目频道信息；

4、过SDIO接口选台；

5、选好台以后，如果是透明节目，则将流从SDIO接口通过DMA或者内部总线开关传送到解码器中；如果是加密节目，将流从SDIO借口传送到条件接收模块，由条件接收模块完成流的解扰，并从条件接收模块中取回流；

6、解码器完成流的解码播放工作。

采用SDIO接口模式时，控制和状态报告及数据流都是通过SDIO接口来交换的，分为4位和1位数据接口模式。SDIO 4位工作模式下速度可达到100MBPS，能满足通讯速率的需求。SDIO接口通过CLK、DAT、CMD与HOST相连，与DEVICE通过双向线进行命令与响应标志交互。

在SDIO接口上对CA应用进行机卡分离的话，移动接收设备的应用处理器只要做些简单的解析并进行协议驱动的编写，同时有能力将流从总线送到SDIO接口上以及从SDIO接口读入流，并且对数据进行控制信息和数据信息分离。

基于SDIO机卡分离接口的移动数字电视接收设备将CA应用通过M-card从手机中分离出来，M-card负责传输流的过滤、ECM/EMM的提取、Smart-Card的访问和传输流的解扰。

SDIO接口按物理尺寸分共有3类，分别是SD、MiNi-SD和Micro-SD。从通讯速率来看，三种接口的最高通信速率都是一样的。SDIO 4位工作模式下速度可达到100MBPS，能满足通讯速率的需求。

基本上所有的移动接收设备，包括手机和PC的应用处理器，都支持SDIO接口，在SDIO接口上实行机卡分离接口协议的定义有两种思路：

1、沿用PCMCIA DTV-CI机卡分离协议中的上层部分，仅仅对物理层和链路层进行修改；

2、如果移动数字电视条件接收系统比原有DVB-C有所简化的话，可以针对应用特点对协议进行简化，特别针对功耗对协议进行优化，减少协议握手和不必要的流的传送，在协议中要增加休眠状态。

请参考图1所示，是本发明第一实施例的结构示意图。本发明包括：用于接收数字电视信号的天线模块100；将条件接收部分剥离后的移动数字电视接收设备200，即“机”，比如，所述移动数字电视接收设备200，为支持处理数字电视信号的移动设备，例如，手机、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)等；以及把各地广电运营商的条件接收部分做成“卡”，即条件接收模块300。关键是，所述移动数字电视接收设备200具有SDIO接口210；所述条件接收模块300也具有SDIO接口310；通过SDIO接口210与SDIO接口310连接，在所述移动数字电视接收设备200和所述条件接收模块300之间进行协议协商、命令传输以及数字电视信号码流的双向传输，从而实现移动数字电视条件接收机卡分离。

其中，所述移动数字电视接收设备200至少还包括：主控模块220，用于对数字电视信号的码流进行判断，将透明码流传给解码模块230，将加密码流通过SDIO接口210传给所述条件接收模块200；解码模块230，用于对透明码流进行解码处理；显示模块240，通过所述主控模块220与所述解码模块230连接，用于对经过解码处理的码流进行播放。

当然，根据实际需要，所述显示模块240即可以与所述移动数字电视接收设备200一体设置，也可以与所述移动数字电视接收设备200分离设置，即所述显示模块240通过接口连接所述移动数字电视接收设备200中的所述主控模块220。

所述天线模块100把数字电视信号码流接收进来，由所述主控模块220进行判断是否为透明码流：如果是透明节目码流，则根据码流的信息，解析节目频道信息，通过SDIO接口210来选台，然后将节目码流传送到所述解码模块230当中，由所述解码模块230完成码流的解码工作，并由所述显示模块240播放；对于加密节目的非透明码流，则通过所述SDIO接口210将加扰的节目码流传送到所述条件接收模块300中，由所述条件接收模块300进行解扰工作，然后从所述SDIO接口310取回解扰后的码流，由所述主控模块220将透明码流传送到所述解码模块230中，由所述解码模块230完成码流的解码工作，并由所述显示模块240播放。

因此，在SDIO接口上进行机卡分离，所述移动数字电视接收设备200的主控模块220只要作些简单的解析并进行协议驱动的编写，同时有能力将码流送到SDIO接口210上，以及从SDIO接口210读入码流，并且对数据进行控制信息和数据信息的分离。

采用SDIO接口210和310时，控制和状态报告及数据流都是通过SDIO接口210和310来交换的，分为4位和1位数据接口模式。本发明采用机卡分离方式是将所述条件接收模块300单独剥离出来，通过SDIO接口310与所述移动数字电视接收设备200相连，所述移动数字电视接收设备200不用考虑所述条件接收模块300对数字电视信号的处理。

目前多数手机都提供一个额外的Micro-SD接口，多数智能手机都提供SD接口，而很多计算机也提供SD接口，因此本发明实现机卡分离的实施例中，所述SDIO接口210和310的首选是Micro-SD接口。

在所述SDIO接口210和310之间的主要通讯包括：

1、双向数字电视信号的码流(或传输流TS)，包括所述移动数字电视接收设备200至所述条件接收模块300的加扰码流，以及所述条件接收模块300至所述移动数字电视接收设备200的透明码流；

2、所述移动数字电视接收设备200和所述条件接收模块300之间采用的SDIO接口协议。

同时，请参考图2所示，是本发明中条件接收模块310一个较佳实施例的结构示意图。将所述条件接收模块310作成一种移动智能卡(M-Card)芯片的结构。其中，在所述条件接收模块310提供单独的Smart-Card芯片的情况下，M-Card需要装载独立的Smart-Card芯片的时候，只能提供标准SD接口方式的M-Card；当所述条件接收模块310将Smart-Card芯片功能以对M-Card芯片提出硬件需求的方式来代替从而取消单独Smart-Card芯片的时候，可以提供Micro-SD接口方式的M-Card。

该M-Card芯片主要模块包括：可为ARM微处理器的中央处理器；TS流过滤器；解扰处理器；DMA数据搬移处理器；SDIO接口310；Smart-Card接口；内嵌SRAM和内嵌FLASH；内嵌CA需求列表定义的CA内容模块；内嵌CHIP ID；加解密算法模块；防复制、防读出的控制接口。

另外，请参考图3所示，是本发明第二实施例的结构示意图。该实施例与第一实施例相比，差异在于：所述天线模块100与所述移动数字电视接收设备200分离设置，即，所述天线模块100与所述移动数字电视接收设备200为2个单独的元件，所述天线模块100通过接口与所述移动数字电视接收设备200的所述主控模块220连接。

该实施例尤其适用于没有内置天线的移动终端设备，比如电脑，其优点在于：将用于接收数字电视信号的所述天线模块100从所述移动数字电视接收设备200中独立为一个元件，所述移动数字电视接收设备200的开发者或制造者无需考虑数字电视信号的接收工作而需要增加天线模块，以此使所述移动数字电视接收设备200更具一般性，更适合规模化设计和生产，降低成本。

请参考图4所示，是本发明第三实施例的结构示意图。该实施例与第一、第二实施例相比，差异在于：所述天线模块100与所述条件接收模块300一体设置。所述移动数字电视接收设备200中的所述主控模块220通过SDIO接口210和310，控制所述条件接收模块300中的所述天线模块100进行选台，并控制所述天线模块100接收数字电视信号的码流。

所述天线模块100接收的数字电视信号的码流信息，通过所述条件接收模块300的SDIO接口310，并通过SDIO接口310与SDIO接口210之间的信息交互，传给所述主控模块220。由所述主控模块220判断码流信息是否为透明码流：若为透明码流，则传给所述解码模块230做解码处理后由所述显示模块240播放；若为加密的非透明码流，则通过SDIO接口210、SDIO接口310传至所述条件接收模块300做解扰处理，将解扰处理后的透明码流传回至所述主控模块220，由所述主控模块220将透明码流传送到所述解码模块230中，由所述解码模块230完成码流的解码工作，并由所述显示模块240播放。

同时，请参考图5所示，是本发明第四实施例的结构示意图。该实施例与第三实施例相比，差异在于：所述天线模块100与所述条件接收模块300分离设置的，且所述天线模块100的输出端连接所述条件接收模块300。所述移动数字电视接收设备200中的所述主控模块220通过SDIO接口210和310，控制所述天线模块100进行选台，并控制所述天线模块100接收数字电视信号的码流；所述天线模块100接收的数字电视信号码流通过所述条件接收模块300的SDIO接口310、以及SDIO接口210传至所述主控模块220。由所述主控模块220判断码流信息是否为透明码流：若为透明码流，则传给所述解码模块230做解码处理后由所述显示模块240播放；若为加密的非透明码流，则通过SDIO接口210、SDIO接口310传至所述条件接收模块300做解扰处理，将解扰处理后的透明码流传回至所述主控模块220，由所述主控模块220将透明码流传送到所述解码模块230中，由所述解码模块230完成码流的解码工作，并由所述显示模块240播放。

该实施例尤其适用于所述移动数字电视接收设备200和所述条件接收模块300同时都没有内置天线的情况。该实施例的优点在于：所述移动数字电视接收设备200和所述条件接收模块300的开发者，均无需考虑增加用于接收数字电视信号的所述天线模块100。

综上，本发明具有如下有意技术效果：

1、本发明将移动数字电视接收设备的通用部分(硬件)独立出来，做成“机”，而把各地广电运营商的条件接收部分做成“卡”，“卡”与“机”通过一个SDIO接口连接，并通过“机”和“卡”之间的SDIO接口进行协议协商、命令传输以及移动数字电视信号码流的双向传输，实现移动数字电视条件接收机卡分离，提供了一种更有效的数字电视的内容保护方式；

2、本发明中将移动数字电视接收设备与条件接收模块分离，移动数字电视接收设备只需要处理数字电视信号的接收和管理，完成对透明码流的码流播放工作，而不需要处理和条件接收部分有关的内容；而条件接收模块则处理和条件接收部分有关的内容，完成对加扰的数字电视进行解扰的功能；因此，两者的分离设置，有利于简化移动数字电视接收设备的结构和功能，提供对数字电视信号的处理速度；

3、本发明是在考虑像手机、智能手机、PAD甚至PC等终端设备均配置有SDIO接口和SDIO接口相比于其他接口的优越性基础上，提出基于SDIO接口实现数字电视条件接收机卡分离，对于不同区域广电运营商提供加扰的数字电视节目，只需要采用不同的条件接收模块即可以收看，即通过移动数字电视接收设备与条件接收模块通过SDIO接口交互协议，而无需更新移动数字电视接收设备，即可实现对不同区域广电运营商提供的数字电视节目的解扰处理，因此，本发明尤其适用于在支持数字电视节目信号处理的移动终端设备上实现机卡分离，且方便实用、成本较低；

4、本发明的天线模块可与移动数字电视接收设备分离或一体设置，也可以与条件接收模块分离或一体设置，因此，天线模块的灵活设置，增加了本发明的适用性和灵活性。

Claims (10)

1.一种基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备，其特征在于，包括：

天线模块，用于接收数字电视信号；

带有SDIO接口的移动数字电视接收设备，包括：主控模块，用于对数字电视信号的码流进行判断，将透明码流传给解码模块，将加密码流通过SDIO接口传给条件接收模块；解码模块，用于对透明码流进行解码处理；

带有SDIO接口的条件接收模块，通过SDIO接口与所述移动数字电视接收设备的SDIO接口连接并进行协议协商、命令交互以及数字电视信号的码流的双向传输，用于对数字电视信号的加密码流进行解扰处理，并将解扰后的透明码流传给所述主控模块。

2.根据权利要求1所述的基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备，其特征在于，所述天线模块和所述移动数字电视接收设备一体设置或分离设置，且所述天线模块连接所述主控模块。

3.根据权利要求1所述的基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备，其特征在于，所述天线模块与所述条件接收模块一体设置或分离设置，通过所述条件接收模块的SDIO接口将所述天线模块接收的数字电视信号的码流传给所述主控模块。

4.根据权利要求5所述的基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备，其特征在于，所述移动数字电视接收设备的SDIO接口和所述条件接收模块的SDIO接口均为SD接口、MiNi-SD接口或Micro-SD接口。

5.根据权利要求1或2或3或4述的基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备，其特征在于，还包括显示模块，通过所述主控模块与所述解码模块连接，用于对经过解码处理的码流进行播放。

6.根据权利要求5所述的基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离设备，其特征在于，所述显示模块与所述移动数字电视接收设备一体设置或分离设置。

7.一种基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离的实现方法，其特征在于，包括：

通过天线模块接收数字电视信号，并通过移动数字电视接收设备对数字电视信号的码流进行判断，将加密码流通过SDIO接口传给条件接收模块；

条件接收模块通过SDIO接口与所述移动数字电视接收设备连接并进行协议协商、命令交互以及数字电视信号的码流的双向传输，且对数字电视信号的加密码流进行解扰处理，将解扰后的透明码流传给所述所述移动数字电视接收设备。

8.根据权利要求7所述的基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离的实现方法，其特征在于，所述移动数字电视接收设备接收透明码流之后，包括如下处理步骤：

对透明码流进行解码处理；

将解码处理后的码流进行播放。

9.根据权利要求7或8所述的基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离的实现方法，其特征在于，所述天线模块与所述条件接收模块一体设置或分离设置，通过所述条件接收模块的SDIO接口将所述天线模块接收的数字电视信号的码流传给所述所述移动数字电视接收设备。

10.根据权利要求7或8所述的基于SDIO接口的移动数字电视条件接收机卡分离的实现方法，其特征在于，所述天线模块和所述移动数字电视接收设备一体设置或分离设置。

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