CN103488449B - 可动态设定传输组态的传输系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种传输系统及其控制方法,系应用以在一控制端和一被控制端之间传送数据,此传输系统包括:第一电子装置和第二电子装置,分别具有第一应用程序和第二应用程序,用以分别侦测相对应的特征信息;以及传输装置,以第一接口和第二接口分别与该第一电子装置和该第二电子装置耦接,该传输装置根据与该第一装置和该第二电子装置耦接的顺序,决定其中一者为该控制端、另一者为该被控制端;其中,该第一应用程序与该第二应用程序根据该等特征信息,决定该控制端与该被控制端间会先以一初始传输组态传送该数据;尔后,该第一应用程序和该第二应用程序持续地分别侦测与该传输装置间个别传输利用率,做为是否动态调整后续传输组态进行传送该数据的依据。
Description
技术领域
本发明系有关于通讯技术,特别是有关于一种可动态设定传输组态的传输系统及其控制方法。
背景技术
远程桌面控制(RemoteDesktopControl)技术系应用在两个电子装置间藉以达到远程操作的目的。既有远程桌面控制例如:VNC(VirtualNetworkComputing)、抑或是Microsoft的远程桌面联机(RemoteDesktopConnection)等工具,均需事先决定控制端与被控制端,而在被控制端电子装置上先执行伺服端(Server)程序,然后在控制端电子装置上执行客户端(Client)联机程序来与伺服端程序做链接,方能获致远程桌面控制的功能。
习知两电子装置间透过传输线做远程桌面控制的方式,是在其中一电子装置上执行应用程序,用以连续截取(capture)显示适配器影像内存(framebuffer)内的桌面(desktop)静态影像数据(snapshot),经压缩或其他降低数据量的机制处理后,透过传输线传送到另一电子装置,由其应用程序接收,经解压缩后呈现在显示器画面上。但是,当经由传输线传送影像数据时,并无法保证有足够带宽支持,所以当有其他会占用传输带宽的操作(例如档案复制等)发生时,影像数据传输工作就会受到干扰或影响,导致画面延迟(delay)、操作不流畅(lag)等问题,进而影响用户对该产品的使用观感(look-n-feel)。
发明内容
为解决上述缺点,本发明可藉由提供一种可动态设定传输组态的传输系统来完成。根据本发明的传输系统,系应用以在一控制端和一被控制端之间传送数据,此传输系统包括:第一电子装置和第二电子装置,分别具有第一应用程序和第二应用程序,用以分别侦测相对应的特征信息;以及传输装置,以第一接口和第二接口分别与该第一电子装置和该第二电子装置耦接,该传输装置根据与该第一装置和该第二电子装置耦接的顺序,决定其中一者为该控制端、另一者为该被控制端;其中,该第一应用程序与该第二应用程序根据该等特征信息,决定该控制端与该被控制端间会先以一初始传输组态传送该数据;尔后,该第一应用程序和该第二应用程序持续地分别侦测与该传输装置间个别传输利用率,做为是否动态调整后续传输组态进行传送该数据的依据。
更进一步地,该第一电子装置还包括一第一缓存器,用以储存该相对应特征信息。该相对应特征信息包括该第一电子装置的CPU运算能力、传输接口能力、以及实体显示设备的分辨率。该第二电子装置还包括一第二缓存器,用以储存该相对应特征信息。该相对应特征信息包括该第二电子装置的CPU运算能力、传输接口能力、以及实体显示设备的分辨率。该初始传输组态与该后续传输组态均包括影像大小、影像讯框率、以及压缩方式等属性。还包括一总体传输利用率,是该等个别传输利用率的函数,以做为是否动态调整该后续传输组态的依据。该第一接口和该第二接口包括相对高(reletively-high)优先权传输通道和相对低(reletively-low)优先权传输通道;若该数据为影像数据时,则经由该相对高优先权传输通道进行传送。
另外,本发明尚提供一种传输系统的控制方法,系应用于传输系统中在一控制端和一被控制端之间传送数据;该传输系统包括第一电子装置和第二电子装置、以及传输装置;该控制方法包括下列步骤:该传输装置以第一接口和第二接口分别耦接该第一电子装置和该第二电子装置,并根据与该第一装置和该第二电子装置耦接的顺序,决定其中一者为控制端、另一者为被控制端;分别侦测该第一电子装置和该第二电子装置的相对应特征信息;根据该等特征信息,决定该控制端与该被控制端间会先以一初始传输组态传送该数据;以及尔后持续地分别侦测该第一电子装置和该第二电子装置与该传输装置间个别传输利用率,做为是否动态调整后续传输组态进行传送该数据的依据。
更进一步地,该控制方法还包括储存该相对应特征信息于该第一电子装置的一第一缓存器内。该相对应特征信息包括该第一电子装置的CPU运算能力、传输接口能力、以及实体显示设备的分辨率。还包括储存该相对应特征信息于该第二电子装置的一第二缓存器内。该相对应特征信息包括该第二电子装置的CPU运算能力、传输接口能力、以及实体显示设备的分辨率。该初始传输组态与该后续传输组态均包括影像大小、影像讯框率、以及压缩方式等属性。还包括根据该等个别传输利用率产生一总体传输利用率,以做为是否动态调整该后续传输组态的依据。当该第一接口和该第二接口包括相对高优先权传输通道和相对低优先权传输信道时,若该数据为影像数据时,尚包括经由该相对高优先权传输信道进行传送该影像数据的步骤。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1系显示以传输装置3经由传输接口31连接至第一电子装置1的示意图。
图2系显示当第一电子装置1连接至传输装置3的控制流程图。
图3系显示以传输装置3经由传输接口32连接至第二电子装置2的示意图。
图4系显示当第二电子装置2连接至传输装置3的控制流程图。
图5系显示使用传输装置的传输系统示意图。
图6系显示传输系统经协议后选取Profile#2进行传输的示意图。
图7系显示传输系统进行动态调整传输组态的示意图。
【部分符号说明】
1、2~电子装置;
10、20~驱动程序;
11、21~应用程序;
12、22~虚拟显示设备;
13、23~显示画面;
14、24~暂存区;
15、25~实体人机接口装置;
213~对应于显示画面13的虚拟显示画面;
13A、23A、213A~物件;
3~传输装置;30~传输控制器;
31、32~传输接口
具体实施方式
现在将详细描述本发明的某些实施例,在附图中示出这些实施例的例子。根据本发明的传输装置3包括一传输控制器30以及两个传输接口31和32。传输接口31和32可以是热插入(hot-plug)和即插即用(plug-N-play)的传输接口;较佳而言,传输接口31和32可以是通用串行总线(UniversalSerialBus)。请参照图1所示,系以传输装置3经由传输接口31链接至第一电子装置1,此第一电子装置1内含驱动程序10及应用程序11,驱动程序10在第一电子装置1上仿真出虚拟显示设备12,并由应用程序11将虚拟显示设备12的输出数据,经由传输接口31传送至传输控制器30;或者是以应用程序11接收由传输接口32透过传输控制器30传送过来的数据。
再请参照图2,所示系当第一电子装置1连接至传输装置3的控制流程图。首先,在步骤100以具有热插入接口的传输装置3连接第一电子装置1。然后,在步骤101第一电子装置1会自动执行应用程序11后,即进行步骤102,由第一电子装置1询问传输装置3的传输控制器30决定出连接顺序,意即传输控制器30内部会记录电子装置1和电子装置2与传输装置3的连接先后顺序,据以决定出控制端和被控制端。然后,依序执行步骤103、104、105等,分别取得第一电子装置1的传输接口能力、CPU运算能力、以及第一电子装置1实体显示设备的分辨率(resolution)等。接着,即进行步骤106,将传输接口能力、CPU运算能力、以及分辨率等可代表第一电子装置1的特征信息(featureinformation),储存至第一暂存区14内。
请参照图3所示,系以传输装置3经由传输接口32链接至第二电子装置2,此第二电子装置2内含驱动程序20及应用程序21,驱动程序20在电子装置2上仿真出虚拟显示设备22,并由应用程序21将虚拟显示设备22的输出数据,经由传输接口32传送至传输控制器30;或者是以应用程序21接收由传输接口31透过传输控制器30传送过来的数据。
再请参照图4,所示系当第二电子装置2连接至传输装置3的控制流程图。首先,在步骤200以具有热插入接口的传输装置3连接第二电子装置2。然后,在步骤201第二电子装置2会自动执行应用程序21后,即进行步骤202,由第二电子装置2询问传输装置3的传输控制器30决定出连接顺序,意即传输控制器30内部会记录电子装置1和电子装置2与传输装置3的连接先后顺序,据以决定出控制端和被控制端。然后,依序执行步骤203、204、205等,分别取得第二电子装置2的传输接口能力、CPU运算能力、以及第二电子装置2实体显示设备的分辨率(resolution)等。接着,即进行步骤206,将传输接口能力、CPU运算能力、以及分辨率等可代表第二电子装置2的特征信息(featureinformation),储存至第二暂存区24内。最后,在步骤207中,由应用程序11和应用程序21协议出控制端和被控制端。在本例中,第一电子装置1和第二电子装置2系先、后连接至传输装置3,故经过图2和图4的控制流程后,经过用程序11和应用程序21协议后,第一电子装置1为被控制端,而第二电子装置2即为控制端。
如上述,根据第一暂存区14与第二暂存区24所分别储存的第一电子装置1与第二电子装置2的特征信息,应用程序11与21即会决定第一电子装置1会以某一种初始传输组态(initialtransmissionprofile),由应用程序11将第一电子装置1上虚拟显示设备12的输出数据,透过传输装置3传送给应用程序21,并经由应用程序21将对应于第一电子装置1的显示画面13的虚拟显示画面213,在第二电子装置2的显示画面23内呈现出来,且让第二电子装置2上的实际人机接口装置25可以对其进行窗口操作,即如图5所示。
另外,根据本发明的传输系统,尚可根据传输状况动态设定传输组态。在第一电子装置1这端,应用程序11可周期性以某命令封包询问传输控制器30,并根据传输控制器30响应时间,据以决定出传输接口31的传输利用率A后,储存于暂存区14。同样地,应用程序21也周期性以某命令封包,询问传输控制器30,并根据传输控制器30响应时间,据以决定出传输接口32的传输利用率B后,储存于暂存区24。决定传输利用率A或B时,最好是取某一段时间的平均值,以去除瞬时差异(instantaneousdiscrepancy)。
本例中,作为控制端的第二电子装置2上的应用程序21,必须周期性与被控制端的第一电子装置1的应用程序11沟通,根据传输利用率A及B,动态决定总体传输利用率。此总体传输利用率为个别的传输利用率A和B的时间函数,而在一定时间内的传输利用率变化,将导致应用程序21与应用程序11协议改变传输组态,其实作方式将容后详述。如图6所示,第一电子装置1和第二电子装置2间可以多种可行的(feasible)传输组态Profile#1、Profile#2、…、Profile#N等进行传输,经由应用程序11和21的协议,根据实时监测传输利用率A和B,可动态决定出总体传输利用率,以获致自动完成传输组态设定,图6系显示经协议后选取Profile#2进行传输的示意图。
再者,根据本发明,假若传输装置3的传输接口31和32是USB接口的话,尚可根据所传输的数据类型(如影像传输、档案复制、沟通协议、或是资源共享等)分配予不同的传输通道(channel)。例如:上述传输组态Profile#1、Profile#2、…、Profile#N所传输数据大抵是影像数据,为避免影响用户观感甚巨的影像数据传输工作受到次要传输工作(如档案复制等)的干扰或影响,所导致画面延迟或操作不流畅等问题,故与影像传输工作相关的传输组态系经分配使用传输通道Channel0,以最高优先权在传输接口31和32上传送,其他类型的数据传输则使用传输信道Channel1~N,且使用先进先服务(firstcome,firstserve)机制进行传输,即如图7所示。
为能清楚说明起见,兹针对若干实作方式详述如下:
一、自动决定控制方式:
如图2步骤102及图4步骤202所述的应用程序11与21询问传输控制器30,以决定链接顺序及控制方式,其可行实作方法如下:根据本发明的传输装置3具有传输控制器30及两个即插即用传输接口31与32,假若传输接口31与32是USB接口,当传输接口31链接第一电子装置1时,第一电子装置1即为USBHost,传输控制器30被启动,致使传输接口31相关电路是为USBDevice,则会进行attachdevice的动作,传输控制器30于传输装置3的内部存储器记录第一电子装置1为第一个链接的装置。尔后,当传输接口32链接第二电子装置2,则第二电子装置2亦为USBHost时,传输控制器30被启动,致使传输接口32相关电路亦为USBDevice,进行另一attachdevice动作,传输控制器30于传输装置3的内部存储器记录第二电子装置2为第二个链接的装置。最后由应用程序11与21,分别询问传输控制器30得到链接的先后顺序,进而协议出控制端与被控制端。换言之,以连接传输装置3的先后顺序,协议出控制端和被控制端;本例中,第二电子装置2为控制端,第一电子装置1为被控制端。
二、自动侦测电子装置特征信息:
如图2步骤103-105及第四图步骤203-205中,由应用程序11与21自动侦测电子装置1与2的特征信息,并分别记录于缓存器14与24内,系供应用程序21(控制端)和应用程序11(被控制端)协议,决定初始传输组态,其可行实作方法如下:传输装置3的传输接口31链接第一电子装置1时,会产生一事件(event)或中断(interrupt),驱使应用程序11启动虚拟显示设备12,并将其影像数据输出传送到传输控制器30,而第二电子装置2上的应用程序21,再从传输控制器30取得影像数据后,于第二电子装置2上的显示画面23以虚拟窗口213呈现,此动作持续到应用程序11与21协议中止、抑或是用户以命令强制中止(例如:用户操作鼠标将虚拟窗口213关闭)。而影响影像数据传输质量的主要因素有三者:(1)电子装置的CPU运算能力、(2)传输接口能力、(3)电子装置实体显示器分辨率,将其视为代表电子装置的特征信息,其侦测方式兹说明如下:
(1)CPU运算能力:由应用程序执行某一benchmark程序(如BogoMIPS),以所得之benchmark值,将CPU运算能力等级区分为U0=低阶,U1=中阶,U2=高阶,此等级将作为选取组态的其中一个因子。
(2)传输接口能力:由应用程序询问电子装置上操作系统的系统装置联机信息(如Windows操作系统的registry)而得知,以USB而言,可为USB2.0(480Mb/s)及USB3.0(5Gb/s)两种模式(由于USB1.0(12Mb/s)传输速度太慢,故不支持),此模式亦将作为选取组态的其中一个因子。
(3)实体显示设备分辨率:同上,由应用程序询问电子装置上操作系统的系统信息而得知,其为目前电子装置显示桌面所使用的设定值(如WXGA=1366x768)。
三、传输组态属性:
如图5所述的初始传输组态,为应用程序11与21一开始传递影像数据所选定的型态,该型态包含三种属性:(1)影像大小(resolution)、(2)影像讯框率(framerate)、(3)压缩方式(compression)等,上述三者直接影响所传输的影像数据量,其可行的实作方法如下:
(1)影像大小:取被控制端(第一电子装置1)显示器所设定的分辨率(例如:WXGA模式为1366x768),只有1种选择,但若控制端(第二电子装置2)供显示虚拟窗口213所设定的分辨率较小,则影像大小必须先做简易downscale(1/4、1/16、…等);若控制端(第二电子装置2)显示器所设定的分辨率较高、抑或是用户选择全屏幕显示,则控制端应用程序22即需进行upscale。较佳而言,实际影像大小系由应用程序11与21协议决定,并可以供用户动态改变。
(2)影像讯框率:依窗口操作的最低可接受度,分为30,20,10fps(framepersecond),共有3种选择。
(3)压缩方式:假设原始影像数据为R、G、B三色均采八位格式为例,则依CPU运算复杂度区分为:(1)C0=完全不压缩(RGB888);(2)C1=Run-length(lossless),将原始影像数据做run-lengthencoding;(3)C2=Deltaw/run-length(lossless),类似I-Pframe,Pframe为相对于Iframe的difference部份再作run-lengthencoding,I:P比为1:30/20/10;(4)C3=Color-reduction&Deltaw/run-length(lossy),先将RGB888转成RGB565(取MSB),再采用C2压缩方式;(5)C4=JPEG(lossy),RGB888转YUV420,再作DCT(discretecosinetransform)、quantization、及entropycoding。
以上三者属性组合总计有1x3x5=15种可行的(feasible)传输组态,则应用程序11与21根据储存于暂存区14与24相对应的第一电子装置1和第二电子装置2的特征信息,协议决定一种初始传输组态(profile),据此进行影像数据传输。
四、特征信息判定:
如图5所述的应用程序11与21必须根据相对应暂存区14与24的电子装置1与2的特征信息,协议决定初始传输组态。然而分别对应于电子装置1和2特征信息有两组,因应本传输装置为对称式架构,特征信息取决于二者的较小者,其可行实作方法如下:
(1)CPU运算能力:若第一电子装置1为Ua等级,第二电子装置2为Ub等级,判定等级Ux=min(Ua,Ub),(a,b=0~2)。
(2)传输接口能力:若两电子装置传输接口皆为USB3.0,则判定模式Mx=USB3.0,否则判定模式Mx=USB2.0。
(3)实体显示设备分辨率:假设被控制端(第一电子装置1)分辨率为Ra,控制端(第二电子装置2)分辨率为Rb,其步骤如下:步骤(a):若Ra<Rb(height/width同时符合),则判定resolutionRx=Ra;否则,步骤(b):将Ra做简易downscale1/4(height/width同时取1/2),重复步骤(a)。
五、自动选定初始传输组态:
如图5所述应用程序11与21必须根据暂存区14与24的电子装置1与2的特征信息,协议决定初始传输组态。当如特征信息判定后,其初始传输组态为判定特征信息的函数,其实作方法描述如下:初始传输组态Pn=f(Ux,Mx,Rx),n=0~14(分别对应于第三项传输组态属性所述的15种组态)。
六、传输利用率侦测:
如图6所述的应用程序11与21必须周期性以某命令封包询问传输控制器30,根据传输控制器30响应时间,决定利用率A与B,其间要考虑电子装置上传输接口排程(schedule)封包传递的机制。以USB2.0而言,可在一个uframe(125us)时间内,能够被轮到传送处理的命令封包所属TD(tokendescriptor),故使用一定时序movingwindow内的平均值来降低瞬间差异造成的影响,其可行实作方法如下:(1)利用率A为UTa=(1/w)Σ(i,j)Ta(x),其中Ta(x)为应用程序11询问传输控制器30命令封包的响应时间序列,w为window大小,i,j为时间序列index,j-i-1=w;(2)利用率B为UTb=(1/w)Σ(k,l)Tb(x),其中Tb(x)为应用程序21询问传输控制器30命令封包的响应时间序列,w为window大小,k,l为时间序列index,l-k-1=w;(C)故总体传输利用率UTx=f(UTa,UTb),为利用率A与B的函数。
七、具优先权的传输通道:
如图7所述的传输装置3将依所传输数据种类(如影像传输,档案复制,沟通协议,资源共享等)使用不同优先权的传输通道,传输控制器30将传输接口31和32区分为几个不同的虚通道(如USB所规范的单一device具有数个interface,每个interface使用若干个endpoint,每个endpoint的种类可为Interrupt、Isochronous、Bulk、Control等四种transfertype之一),其可行实作方法如下:(1)影像数据传输(传输组态所指的数据)使用channel0,其为USB的interface0,假若所传输的影像数据系经过压缩,则采用Interrupt的transfertype,具有InterruptIN及InterruptOUT两种endpoint;若所传输的影像数据是未经过压缩者,其带宽需求较大,可以使用Isochronous这类transfertype,则会有IsochronousIN和IsochronousOUT两种endpoint。根据USB2.0规范,Interrupt和Isochronous等两种transfertype的传输将优先使用USB总线上80%的带宽,其带宽使用是以每个uframe(125us)为单位的interval作周期性询问及传输。(2)其他种类的数据传输则使用channel1~channleN,N视种类多寡而定,其对应为USB的interface1~interfaceN,每个interface具有BulkIN及BulkOUT两种endpoints。
八、自动动态调整传输组态
如图7所述的传输组态(Profile#X)使用最高优先权的传输通道,而如图6传输组态可动态根据总体传输利用率做改变,以兼顾整体系统效能及用户观感,其可行实作方法如下:任一时间范围t内的传输组态DPn=f(UTx,Ux,Mx,Rx,t),n=0~14(分别对应于上述第三项传输组态所述的15种组态),t为某一段时间(如5秒)。
九、传输组态简化
若考虑实作复杂度及使用者观感,传输组态属性的影响程度应以影像讯框率为优先调整(画质不变),其次为压缩方式(画质改变),最后才是影像大小(画面改变),实作上可依此原则,取出效果较好的搭配传输组态。
Claims (16)
1.一种传输系统,其特征在于,用以在一控制端和一被控制端之间传送数据,包括:
第一电子装置和第二电子装置,分别具有第一应用程序和第二应用程序,用以分别侦测相对应的特征信息;以及
传输装置,以第一接口和第二接口分别与该第一电子装置和该第二电子装置耦接,该传输装置根据与该第一电子装置和该第二电子装置耦接的顺序,决定其中一者为该控制端、另一者为该被控制端;
其中,该第一应用程序与该第二应用程序根据该等特征信息,决定该控制端与该被控制端间会先以一初始传输组态传送该数据;尔后,该第一应用程序和该第二应用程序持续地分别侦测与该传输装置间个别传输利用率,做为是否动态调整后续传输组态进行传送该数据的依据。
2.如权利要求1所述的传输系统,其特征在于,其中该第一电子装置还包括一第一缓存器,用以储存该相对应特征信息。
3.如权利要求2所述的传输系统,其特征在于,其中该相对应特征信息包括该第一电子装置的CPU运算能力、传输接口能力、以及实体显示设备的分辨率。
4.如权利要求1所述的传输系统,其特征在于,其中该第二电子装置还包括一第二缓存器,用以储存该相对应特征信息。
5.如权利要求4所述的传输系统,其特征在于,其中该相对应特征信息包括该第二电子装置的CPU运算能力、传输接口能力、以及实体显示设备的分辨率。
6.如权利要求1所述的传输系统,其特征在于,其中该初始传输组态与该后续传输组态均包括影像大小、影像讯框率、以及压缩方式等属性。
7.如权利要求1所述的传输系统,其特征在于,还包括一总体传输利用率,是该等个别传输利用率的函数,以做为是否动态调整该后续传输组态的依据。
8.如权利要求1所述的传输系统,其特征在于,其中该第一接口和该第二接口包括相对高优先权传输通道和相对低优先权传输通道;若该数据为影像数据时,则经由该相对高优先权传输通道进行传送。
9.一种控制方法,其特征在于,应用于传输系统中在一控制端和一被控制端之间传送数据;该传输系统包括第一电子装置和第二电子装置、以及传输装置;该控制方法包括下列步骤:
该传输装置以第一接口和第二接口分别耦接该第一电子装置和该第二电子装置,并根据与该第一电子装置和该第二电子装置耦接的顺序,决定其中一者为控制端、另一者为被控制端;
分别侦测该第一电子装置和该第二电子装置的相对应特征信息;
根据该等特征信息,决定该控制端与该被控制端间会先以一初始传输组态传送该数据;以及
尔后持续地分别侦测该第一电子装置和该第二电子装置与该传输装置间个别传输利用率,做为是否动态调整后续传输组态进行传送该数据的依据。
10.如权利要求9所述的控制方法,其特征在于,还包括储存该相对应特征信息于该第一电子装置的一第一缓存器内。
11.如权利要求10所述的控制方法,其特征在于,其中该相对应特征信息包括该第一电子装置的CPU运算能力、传输接口能力、以及实体显示设备的分辨率。
12.如权利要求9所述的控制方法,其特征在于,还包括储存该相对应特征信息于该第二电子装置的一第二缓存器内。
13.如权利要求12所述的控制方法,其特征在于,其中该相对应特征信息包括该第二电子装置的CPU运算能力、传输接口能力、以及实体显示设备的分辨率。
14.如权利要求9所述的控制方法,其特征在于,其中该初始传输组态与该后续传输组态均包括影像大小、影像讯框率、以及压缩方式等属性。
15.如权利要求9所述的控制方法,其特征在于,还包括根据该等个别传输利用率产生一总体传输利用率,以做为是否动态调整该后续传输组态的依据。
16.如权利要求9所述的控制方法,其特征在于,当该第一接口和该第二接口包括相对高优先权传输通道和相对低优先权传输信道时,若该数据为影像数据时,尚包括经由该相对高优先权传输信道进行传送该影像数据的步骤。
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