CN101421705A - 具有高储存容量的多媒体卡 - Google Patents

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CN101421705A CNA2007800129519A CN200780012951A CN101421705A CN 101421705 A CN101421705 A CN 101421705A CN A2007800129519 A CNA2007800129519 A CN A2007800129519A CN 200780012951 A CN200780012951 A CN 200780012951A CN 101421705 A CN101421705 A CN 101421705A
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Abstract

一种多媒体卡(204)，包含多个存储器模块(206、208)与外部命令译码器(238)。当预定命令的预定位被设定至预定逻辑电平时，该外部命令译码器译码该预定命令，以用于确定将被存取的从该多个存储器模块中选定的存储器模块。

Description

具有高储存容量的多媒体卡
技术领域
本发明大致关于多媒体卡，更详而言之，关于用于增加多媒体卡的储存容量之有效机构。
背景技术
参阅图1，电子装置102使用储存大量音频与视频数据的多媒体卡(multi media card，简称MMC)104，如在网站http://www.mmca.org所描述。电子装置102包含用于支撑多媒体卡104的槽106。电子装置102可以是手机、个人数字助理(personal digital assistant，简称PDA)、数字相机等。MMC104典型上具有约四千兆位组(4giga-bytes，简称4GB)的存储器容量。
然而，例如当电子装置102执行多个应用程序(application)时，电子装置可能需要高于4GB的存储器容量。图2显示具有第一应用程序108与第二应用程序110的电子装置102之框图，其中该多个应用程序存取相当高量的数据。两个应用程序108与110常驻于电子装置102的主系统(host system)112中。主系统112也包含具有第一MMC主控制器116与第二MMC主控制器118的中央处理单元(central processingunit，简称CPU)114。
因为第一与第二应用程序108与110使用高于4GB的数据，所以电子装置102包含第一MMC120与第二MMC122。第一MMC120包含第一MMC从属控制器(slave controller)124，系执行在具有4GB存储器容量的第一存储器模块126上的存储操作。第二MMC122包含第二MMC从属控制器128，系执行在具有4GB存储器容量的第二存储器模块130上的存储操作。
电子装置102也包含第一接口接脚(interface pin)132，用于在第一MMC主控制器116与第一MMC120之间的信号交换，而第二接口接脚134，用于在第二MMC主控制器118与第二MMC122之间的信号交换。
图3显示仅具有一个应用程序108的电子装置140之框图，其中该应用程序需要高于4GB的存储器容量。因此，电子装置140使用多个MMC120与122。在图1、图2、与图3中具有相同组件符号的组件系参考具有相似结构与/或功能之组件。
在图2或图3的情况中，根据用于产生多媒体卡之命令(command)之现行标准，主控制器116与118产生带有32位用于寻址之48位的命令，如网站http://www.mmca.org所指定。因此，每一个MMC120或122具有带有约4GB(亦即232)数据之个别的存储器模块126或130。
然而，由于用于在电子装置中形成多个槽与多个接口接脚132与134的较高成本以及用于多个MMC120与122的较高成本，在图2与图3中使用多个多媒体卡120与122系无效率的。此外，使用MMC的电子装置典型上为可携装置(portable device)，使得多个MMC非希望地增加可携电子装置的大小。
因此，需要有用于增加MMC的存储器容量的有效机构。带有具有高于32位用于寻址之命令的新命令标准可能会是解决方案。然而，新命令标准的认可与采用需要时间。此外，新命令标准的实作可能需要在主控制器116与118中的硬件改变，其典型上将需要很大的努力。
发明内容
因此，本发明系针对使用现存的命令标准来有效地增加多媒体卡(MMC)之存储器容量。
在本发明的一个实施例中的多媒体卡包含多个存储器模块与外部命令译码器(extraneous command decoder)。当预定命令的预定位被设定至预定逻辑电平(level)时，该外部命令译码器译码该预定命令，以用于确定将被存取之从多个存储器模块存取中选定的存储器模块。
在本发明的另一个实施例中，多媒体卡还包含通常命令译码器(usual command decoder)，当该预定命令的预定位没有被设定至该预定逻辑电平时，该通常命令译码器译码该预定命令，该预定命令指定在该多个存储器模块中预定的一个执行的操作。在本发明的示范实施例中，在该多个存储器模块中预定的一个执行的操作系区块读取/写入操作(block read/write operation)，且该预定命令指定用于该区块读取/写入操作的区块长度。
在本发明的另一个实施例中，该通常命令译码器译码用于在该选定的存储器模块的至少一个存储操作的至少一个后续命令。
在本发明的示范实施例中，该预定命令一组位的热位(hot bit)指示该选定的存储器模块。在本发明的另一个实施例中，该预定命令一组位的位模式(bit pattern)指示该选定的存储器模块。
以此方式，存在的命令用于指示该选定的存储器模块，使得可形成与存取多个存储器模块多媒体卡上。该存在的命令系用来指定用于预定存储器模块(因此提供与较早MMC模型之向后的兼容性)之通常命令或指定在多媒体卡上多个存储器模块中之选定的存储器模块(因此允许增加的存储器容量)之双重目的。本发明之此种机构有效地随着在电子装置的主系统中的软件改变以及在多媒体卡的从属控制器中的硬件改变而实施。
附图说明
通过考虑以上本发明的详细说明与附加的图式，将会更加了解本发明的这些与其它特征与优点，其中：
图1显示使用在先前技术中已知的多媒体卡的电子装置；
图2显示根据先前技术，使用多个多媒体卡用于执行多个应用程序的电子装置的框图；
图3显示根据先前技术，使用多个多媒体卡用于执行需要高数量数据之应用程序的电子装置的框图；
图4显示根据本发明的实施例，使用具有较高数据容量的单一多媒体卡用于执行多个应用程序的电子装置的框图；
图5显示根据本发明的实施例，使用具有较高数据容量的单一多媒体卡用于执行需要高数据量的单一应用程序的电子装置的框图；
图6显示根据本发明的实施例，在图4或图5中增强的多媒体卡从属控制器的框图；
图7与图8显示根据本发明的实施例，在图4或图5中通过增强的软件驱动程序执行的步骤流程图；
图9显示根据本发明的实施例，在图6中通过增强的多媒体卡从属控制器执行之步骤流程图；
图10显示根据本发明的实施例，在图4或图5的多媒体卡中用于在存储器模块的预定其中一个模块的区块读取/写入操作的信号的时序图；
图11显示根据本发明的实施例，在图4或图5的多媒体卡中，除了在图10的预定其中一个模块外之用于在选定的存储器模块的区块读取/写入操作的信号的时序图；以及
图12显示根据本发明的实施例，用于说明在不同选定的存储器模块之间切换之命令信号之时序图。
在此参考之图式系用于清楚说明而绘制，而不需要按照比例绘制。在图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、与图12中具有相同组件符号之组件系参考具有相似结构与/或功能之组件。
主要组件符号说明
102、140、200、230电子装置
104、204多媒体卡 106槽
108第一应用程序110第二应用程序
112、202主系统   114、216中央处理单元
116 第一多媒体卡主控制器
118 第二多媒体卡主控制器
120 第一多媒体卡122第二多媒体卡
124 第一多媒体卡从属控制器
126 第一存储器模块
128 第二存储器从属控制器
130 第二存储器模块 132第一接口接脚
134 第二接口接脚206至208存储器模块
210 增强的多媒体卡从属控制器
212至214应用程序
213至215、233增强的软件驱动程序
218 多媒体卡主控制器    220主存储器装置
222 接口接脚 232应用程序、数据多任务器
234 命令序列并行转换器
236 通常命令译码器238外部命令译码器
240 存储器控制器状态机
242 存储器接口
252、254、256、258、260、262、264、266、268、
270、272、274、276、278、280、282、284、286、
288、290、292、294   步骤
T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7 时间
CMD命令 DATA 数据
RESPONSE 反应
具体实施方式
图4显示根据本发明实施例之具有主系统202与多媒体卡204之电子装置200的框图。电子装置200可能是手机、个人数字助理(PDA)、数字相机、或任何使用多媒体卡的其它类型之电子装置。
多媒体卡(MMC)204具有带有多个存储器模块206至208之增加的存储器容量。一般而言，多媒体卡204具有N个存储器模块，每一个模块具有例如约4GB的存储器容量。多媒体卡也包含增强的MMC从属控制器210，用于存取多个存储器模块206至208。
主系统202使用储存在存储器模块206至208的数据执行多个应用程序，例如，212与214。每一个之应用程序212与214具有各自之增强的软件驱动程序，例如，213与215。主系统202也包含带有MMC主控制器218的主中央处理单元(CPU)(亦即数据处理器)216。主系统202复包含主存储器装置220，带有储存于其上的指令(instruction)序列。藉由任何增强的软件驱动程序213与215执行该多个指令序列引起此种软件驱动程序执行图7与图8之流程图的步骤。
电子装置200复包含接口接脚222，用于在主系统202的MMC主控制器218与MMC204的MMC从属控制器210之间的信号交换。根据用于实作MMC的现行实体标准，使用13个接脚222，如网址http://www.mmca.org所指定。
图5显示根据本发明另一实施例之电子装置230的框图。图5的电子装置230相似于图4的电子装置200，而在图4与图5中具有相同组件符号的组件系参考具有相似结构与/或功能之组件。然而，图5中的主系统202执行从多个存储器模块206至208需要相对大量数据的单一应用程序232。单一应用程序232具有增强的软件驱动程序233，且藉由增强的软件驱动程序233执行储存在存储器装置220中之指令序列引起软件驱动程序233执行图7与图8之流程图的步骤。
图6显示根据本发明实施例之图4或图5之增强的MMC从属控制器210的框图。从属控制器210包含数据多任务器(multiplexer)230，耦接在接口接脚222的8个接脚DATA之间。从属控制器210也包含命令序列并行转换器(deserializer)234，耦接至接口接脚222的命令接脚CMD。
命令序列并行转换器234耦接至通常命令译码器(usual commanddecoder)236与外部命令译码器(extraneous command decoder)238。通常命令译码器236耦接至经由存储器接口242存取多个存储器模块206至208之存储器控制器状态机240。
数据多任务器230在数据接脚DATA与存储器控制器状态机240之间交换数据。命令序列并行转换器234从主控制器218经由命令接脚CMD序列地接收命令的位总数(例如48位)。然后，命令序列并行转换器234序列并行转换(deserialize)此种命令以提供该命令的位至通常命令译码器236与外部命令译码器238。
通常命令译码器236译码该命令以控制用于执行在任何存储器模块206至208上存储操作的存储器控制器状态机。外部命令译码器238译码预定之命令以指示选择哪一个存储器模块206至208(亦即选定的存储器模块(selected memory module，简称SMM)用于存取。
对于多媒体卡技术领域具有通常知识者而言，从属控制器210之组件230、234、236、240、与242系分别为已知的。根据本发明之实施例，藉由包含外部命令译码器238增强从属控制器210。图9显示根据本发明之实施例，藉由外部命令译码器238执行的步骤流程图。
图4之多媒体卡200或图5之多媒体卡230的操作现在将参阅图7、图8、与图9的流程图而描述。参阅图4、图5、与图7，增强的软件驱动程序213与215(或233)之其中一个软件驱动程序接收请求以从应用程序212与214(或232)之各自其中一个应用程序存取多个存储器模块206至208之选定的存储器模块(SMM)(图7之步骤252)。然后，该增强的软件驱动程序确定SMM是否为存储器模块206至208之预定其中一个模块(图7之步骤254)。例如，增强的软件驱动程序确定SMM是否为第一存储器模块206。该特征允许用于带有仅使用一个存储器模块206之多媒体卡的先前模型之向后的兼容性(backwardcompatibility)。
若SMM为第一存储器模块206，然后，增强的软件驱动程序确定命令是否用于区块读取/写入(图7之步骤256)。每一个命令具有用于该命令的识别符(identifier)。例如，用于命令的总计48位的6位可能使用于64个不同命令可能性的此种识别。在如网址http://www.mmca.org所指定之用于命令的现行标准中，用于指示区块读取/写入操作的区块长度的命令系识别为命令16(CMD16)。
若命令不是CMD16，则增强的软件驱动程序产生48位的命令(图7之步骤258)，其包含一组位用于识别该特别类型的命令。此外，用于该命令的总计48位内之另一组位(譬如32位)指示在对应于命令的操作存取之第一存储器模块206中的地址(address)。该48位的此种命令经由MMC主控制器218与命令接脚CMD传送至多媒体卡之从属控制器210(图7之步骤260)。然后，增强的软件驱动程序进入闲置状态(idlestate)262直到从应用程序212与214(或232)之其中一个应用程序接收另一个命令为止。
回头参阅图7之步骤256，若命令为CMD16，则藉由设定分派(assign)用于寻址之32位的最有效位(most significant bit，简称MSB)至逻辑低电平“0”，而增强的软件驱动程序产生该命令(图7之步骤264)以指示存取该第一存储器模块206。此外，增强的软件驱动程序产生CMD16之总计48位的剩余位，包含6位命令识别符。此外，增强的软件驱动程序设定32位的剩余位(除了MSB之外)用于寻址以指示用于区块读取/写入操作的区块长度(图7之步骤266)。
在图7之步骤266后，然后该CMD16的总计48位经由MMC主控制器218与命令接脚CMD传送至多媒体卡之从属控制器210(图7之步骤260)。然后增强的软件驱动程序进入闲置状态262直到从应用程序212与214之其中一个应用程序接收另一个命令为止。
回头参阅图7之步骤254，若SMM不是第一模块，则增强的软件驱动程序确定命令是否用于区块读取/写入(图8之步骤268)。若命令不是用于区块读取/写入，则增强的软件驱动程序首先产生带有32位的最有效位(MSB)用于寻址之CMD16设定至逻辑高电平“1”(图8之步骤270)。
此外，藉由增强的软件驱动程序使用32位的剩余位(除了MSB之外)用于寻址以指示选定的存储器模块(图8之步骤270)。例如，剩余的31位之其中一个位用于寻址系设定为热位(hot bit)至逻辑高电平(剩余的31位之剩余位系设定为逻辑低电平)以指示哪一个存储器模块是选定的存储器模块。该范例允许用于使用在多媒体卡204中之总计32个存储器模块。
或者，增强的软件驱动程序设定剩余的31位之位模式使用于寻址在CMD16中以指示选定的存储器模块。在此情况中，可以使用除了第一存储器模块206以外之总计231额外的存储器模块在多媒体卡204上。在任一情况中，然后该产生的CMD16传送至多媒体卡204(图8之步骤270)。
此外，增强的软件驱动程序产生至少一个后续的命令以指示将要执行在选定的存储器模块上(图8之步骤272)对应于步骤252之用于存取之请求之存储器功能。该后续的命令传送至多媒体卡204(图8之步骤272)。一但在步骤270中指示选定的存储器模块，则和往常一样，在步骤272产生后续的命令。然后增强的软件驱动程序进入闲置状态(图8之步骤274)直到从应用程序212与214之其中一个应用程序接收另一个命令为止。
回头参阅图8之步骤268，若现行的命令是用于区块读取/写入而选定的存储器模块不是用第一存储器模块206，则增强的软件驱动程序首先产生相似于步骤270的CMD16(图8之步骤276)。因此，32位之最有效位用于寻址在CMD16系设定至逻辑高电平“1”(图8之步骤276)，而32位之剩余位(除了MSB以外)用于寻址指示选定的存储器模块(图8之步骤276)。该CMD16传送至多媒体卡204(图8之步骤276)。
在选定的存储器模块已被指示带有CMD16后，然后增强的软件驱动程序产生数个后续命令，用于执行选定的存储器模块的区块读取/写入。藉由增强的软件驱动程序产生CMD18/CMD25并传送至多媒体卡204以指示用于区块读取/写入操作的在选定的存储器模块中之开始地址(图8之步骤278)。
然后，多媒体卡204从选定的存储器模块之该开始地址开始区块读取/写入操作。当增强的软件驱动程序接收想要的数据量时，增强的软件驱动程序产生并传送至多媒体卡204一CMD12命令以指示STOP至区块读取/写入操作(图8之步骤280)。然后增强的软件驱动程序进入闲置状态(图8之步骤274)直到从应用程序212与214之其中一个应用程序接收另一个命令为止。
图9显示根据本发明之实施例，藉由MMC从属控制器210执行步骤的流程图。从属控制器210接收从主控制器218经由CMD接脚之命令(图9之步骤282)。命令序列并行转换器234序列地接收总计48位的命令并序列并行转换该多个位以提供48位的命令至命令译码器236与238。
命令译码器236与238确定命令是否为CMD16(图9之步骤284)。若命令不是CMD16，则通常命令译码器236译码命令以及控制存储器控制器状态机240以执行由在最近选定的存储器模块上之命令指定之存储操作(图9之步骤286)。然后从属控制器210进入闲置状态(图9之步骤288)直到在步骤282中接收另一命令为止。
回头参阅步骤284，若命令是CMD16，则命令译码器236与238确定用于在命令中寻址之32位之最有效位(MSB)是否系设定至预定的高逻辑电平“1”(图9之步骤290)。若该最有效位不是设定至“1”，则外部命令译码器238为非激活(inactivate)，而通常命令译码器236译码CMD16以执行在第一存储器模块206上之通常区块读取/写入(图9之步骤292)。然后从属控制器210进入闲置状态(图9之步骤288)直到在步骤282接收另一命令为止。
另一方面，若该最有效位系设定为“1”，则外部命令译码器238译码32位之剩余位用于在CMD16中寻址以确定除了第一存储器模块206之外之在多媒体卡204上之选定的存储器模块(图9之步骤294)。外部命令译码器238可以确定从一个热位选定的存储器模块，该位系设定至逻辑高电平“1”在除了最有效位之外之剩余的31位中用于寻址。选择地，外部命令译码器238可以确定除了最有效位以外之从剩余的31位用于寻址之位模式中选定的存储器模块。
确定之选定的存储器模块之外部命令译码器238可以控制存储器模块，使得仅有选定的存储器模块能够用于存取。然后，从属控制器210进入闲置状态(图9之步骤288)直到在步骤282接收另一命令为止。
图10、图11、与图12显示在图4或图5之组件示范操作期间信号的时序图。图10显示当第一存储器模块206存取区块读取操作时信号的时序图。在此情况中，产生命令CMD7并藉由增强的软件驱动程序213、215、或233传送至从属控制器210以指示多媒体卡204的选择(图10之时间T1期间)。然后，产生命令CMD16并藉由增强的软件驱动器传送至带有32位之最有效位设定至逻辑低电平“0”用于寻址之从属控制器210(图10之时间周期T2期间)。剩余的31位用于寻址可在区块读取期间使用于指示区块长度。
之后在图10中，产生命令CMD17并藉由增强的软件驱动程序传送至从属控制器210以指示区块读取之开始地址(图10之时间周期T3期间)。接着，从属控制器从在第一存储器模块206之开始地址传输数据至区块长度的末端，如在先前CMD16所指定(如图10之时间周期T4期间，设计为“反应(RESPONSE)”)。在第一存储器模块206之区块写入操作相似于区块读取操作，但图10中之CMD17取代成图10中之CMD24。在图10中说明的操作保证带有仅使用一个存储器模块206之多媒体卡之较旧模型之向后的兼容性。
图11说明当选定的存储器模块不是第一存储器模块206时之区块读取操作。产生命令CMD7并藉由增强的软件驱动程序传送至从属控制器210以指示多媒体卡204的选择(图11之时间T1期间)。然后，产生命令CMD16并藉由增强的软件驱动程序传送至带有32位之最有效位设定至逻辑高电平“1”用于寻址之从属控制器210(图11之时间周期T2期间)。剩余的31位用于寻址用来指示不是第一存储器模块206之选定的存储器模块。
之后在图11中，产生命令CMD18并藉由增强的软件驱动程序传送至从属控制器210以指示用于从多个区块读取之开始地址(图11之时间周期T3期间)。从属控制器210藉由从该开始地址开始读取区块长度之预设数而反应(图11之时间T4期间)。
一旦增强的软件驱动程序接收数据区块之想要数量，则产生命令CMD12并藉由增强的软件驱动程序传送至从属控制器210以指示STOP至区块读取(在图11之时间周期T4之后)。在选定的存储器模块之区块写入操作系相似于区块读取操作，但图11之CMD18取代成图11之CMD25。
图12指示在不同选定的存储器模块之间的切换(switch)。每一次想要另一个选定的存储器模块，产生命令CMD16并藉由增强的软件驱动程序传送至从属控制器210(诸如在图12之T3与T6时间周期期间)。用于选择除了第一存储器模块206之外之不同存储器模块，32位之最有效位在CMD16中用于寻址系设定至逻辑高电平“1”。然后，剩余的31位使用于指示选定的存储器模块。任何在图12之每一个CMD16之后之后续的命令(诸如在图12之T4、T5、与T7时间周期期间)指示被执行之典型的存储操作至对应的选定的存储器模块，如仅藉由先前之CMD16的指示。
在此方法中，存在的命令(例如CMD16)使用于指示选定的存储器模块使得可形成与存取多个存储器模块于多媒体卡204上。存在的命令使用于指定通常命令用于第一存储器模块206(因此提供带有较早MMC模型之向后的兼容性)或指定在多媒体卡204上额外存储器模块之选定的存储器模块(因此允许增加的存储器容量)之双重目的。在本发明中增加的存储器容量之该机构有效地需要在主系统202中之软件改变以及在多媒体卡204之从属控制器210中之硬件改变。
在CMD16中使用32位之最有效位用于指示使用在本发明中之区块长度，用于指示CMD16是否使正用于指定选定的存储器模块。可能为了此目的使用最有效位，因为通常区块长度系小于能指定在整个32位内之长度。典型上，少于32位之长度系足够指定在读取/写入操作中之最大可能区块长度。本发明也可能实作带有另一个预定命令(除了范例CMD16之外)，具有不能使用于通常命令操作的位。
上述内容仅藉由范例说明而非意欲限制本发明。例如，在本文中显示或描述之命令或组件的数目仅是作为范例。命令(诸如CMD7、CMD12、CMD16、CMD17、CMD18、CMD24、与CMD25系各自描述于如使用在先前技术之网站http://www.mmca.org。此外，名词“存储器模块”表示任何分离数量的存储器。因此，存储器模块206至208可以各自形成在个别的集成电路(integrated circuit，简称IC)晶粒或可以每一个是形成在相同集成电路晶粒的存储器部分。
本发明仅限制于定义在下列的申请专利范围与其均等物。

Claims (10)

1、一种多媒体卡(204)，包括：
多个存储器模块(206、208)；以及
外部命令译码器(238)，当预定命令的预定位被设定至预定逻辑电平时，该外部命令译码器译码该预定命令，以从多个存储器模块中确定将被存取的选定的存储器模块。
2、如权利要求1所述的多媒体卡，还包括：
通常命令译码器(236)，当该预定命令的该预定位没有被设定至该预定逻辑电平时，该通常命令译码器译码该预定命令，该预定命令在该多个存储器模块中预定的一个中指定要执行的操作。
3、如权利要求2所述的多媒体卡，其中，将在该多个存储器模块中预定的一个中执行的该操作为区块读取/写入操作，且其中，该预定命令指定该区块读取/写入操作的区块长度。
4、如权利要求2所述的多媒体卡，其中，该通常命令译码器译码在该选定的存储器模块上进行的至少一个存储操作的至少一个后续命令。
5、如权利要求1所述的多媒体卡，其中，该预定命令一组位的位模式指示该选定的存储器模块。
6、一种在电子装置(200)中存取多个存储器模块(206、208)的方法，包括：
在该电子装置的主系统(202)处，将预定命令的预定位设定至预定逻辑电平，以用于指示对多媒体卡(204)的多个存储器模块(206、208)的选定的存储器模块的存取；以及
当该预定命令的该预定位被设定至该预定逻辑电平时，在该多媒体卡处译码该预定命令，以确定将被存取的该选定的存储器模块。
7、如权利要求6所述的方法，还包括：
当该预定命令的该预定位没有被设定至该预定逻辑电平时，在该多媒体卡内译码该预定命令，其中该预定命令在该多个存储器模块中预定的一个指定要执行的操作。
8、如权利要求7所述的方法，其中，在该多个存储器模块中预定的一个中执行的该操作为区块读取/写入操作，且其中，该预定命令指定该区块读取/写入操作的区块长度。
9、如权利要求6所述的方法，还包括：
设定该预定命令一组位的热位以指示该选定的存储器模块。
10、如权利要求6所述的方法，还包括：
设定该预定命令一组位的位模式以指示该选定的存储器模块。
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