CN115809158A - 一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法、装置，所述车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法包括：第一操作系统将预设共享服务进行初始化；第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配；第一操作系统根据所述分配后的共享通道与第二操作系统共享内存；所述第二操作系统根据所述第一操作系统分配的共享通道获取所述第一操作系统的共享内存。本发明实现了高效的跨系统通信方案，兼具内存可控、传输开销极低、大数据共享、多通道并发的优点，有效的解决了传统基于Socket通信方式的内存消耗大、传输高延迟、数据粘包等缺点，极大的提高跨系统通信的性能，很大程度满足了越来越复杂的车载座舱域的设计要求。
Description
技术领域
本申请涉及数据共享技术领域，具体涉及一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法、车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存装置。
背景技术
目前，车载域控制器发展到现在已经高度集成化，虚拟化智能座舱已成为驾驶舱技术发展的主要方向。对于车载双系统数据共享通常采用的是传统的基于以太网Socket通信的方式，但是动态内存开销大、传输高延迟、粘包等痛点都是当前存在的问题。
Hypervisor——一种运行在基础物理服务器和操作系统之间的中间软件层,可允许多个操作系统和应用共享硬件。Hypervisor的主要用途是通过限制或允许访问CPU、内存和外设等片上资源来定义每个虚拟机可用的功能。Hypervisor可以为每个虚拟机分配不同的资源，Hypervisor技术在智能座舱的引入，使得硬件和软件资源可以按照产品需求灵活分配。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法、车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存装置，来至少解决上述的一个技术问题。
本发明提供了下述方案：
根据本发明的一个方面，提供一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，包括：
第一操作系统将预设共享服务进行初始化；
第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配；
第一操作系统根据所述分配后的共享通道与第二操作系统共享内存；
所述第二操作系统根据所述第一操作系统分配的共享通道获取所述第一操作系统的共享内存。
可选地，所述第一操作系统为QNX系统时，所述第二操作系统为Android系统；
所述第一操作系统为Android系统时，所述第二操作系统为QNX系统。
可选地，当所述第一操作系统为QNX系统时，所述第二操作系统为Android系统时，所述第一操作系统将预设共享服务进行初始化包括：
所述第一操作系统通过预设虚拟管理程序将系统存储器管理模块以及持久内存驱动进行初始化。
可选地，所述第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配包括：
所述第一操作系统侧应用调用共享内存接口进行共享内存分配以及共享通道分配。
可选地，所述第一操作系统根据所述分配后的共享通道与第二操作系统共享内存包括：
所述第一操作系统根据所述共享内存接口的U-HAB接口和K-HAB驱动与第二操作系统共享内存。
可选地，所述第二操作系统根据所述第一操作系统分配的共享通道获取所述第一操作系统的共享内存包括：
所述第二操作系统启动共享内存服务；
所述第二操作系统根据所述第一操作系统分配的共享通道开启第二操作系统对应的共享通道；
所述第二操作系统根据所述对应的共享通道获取所述第一操作系统的共享内存。
可选地，当所述第一操作系统是Android系统，所述第二操作系统为QNX系统时，所述第一操作系统将预设共享服务进行初始化包括：
第二操作系统启动后，向第一操作系统发送启动消息；
所述第一操作系统启动后将共享内存服务进程启动。
可选地，所述第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配包括：
所述第一操作系统利用内存管理器进行共享内存以及共享通道分配。
可选地，所述第一操作系统根据所述分配后的共享通道与第二操作系统共享内存包括：
第一操作系统侧应用根据共享信息提供的同步异步接口将数据发送到共享内存服务；
所述共享内存服务将所述数据分别在同步队列以及异步队列进行入队；
所述第一操作系统通过所述共享通道将所述数据共享给所述第二操作系统。
本发明提供了一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存装置，包括：
预设共享服务初始化模块，所述预设共享服务初始化模块用于第一操作系统将预设共享服务进行初始化；
共享内存及共享通道分配模块，所述共享内存及共享通道分配模块用于第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配；
共享内存模块，所述共享内存模块用于第一操作系统根据所述分配后的共享通道与第二操作系统共享内存；
共享内存获取模块，所述共享内存获取模块用于所述第二操作系统根据所述第一操作系统分配的共享通道获取所述第一操作系统的共享内存。
本发明与现有技术相比具有以下的优点：
本发明实现了高效的跨系统通信方案，兼具内存可控、传输开销极低、大数据共享、多通道并发的优点，有效的解决了传统基于Socket通信方式的内存消耗大、传输高延迟、数据粘包等缺点，极大的提高跨系统通信的性能，很大程度满足了越来越复杂的车载座舱域的设计要求。同时基于Hypervisor(虚拟化技术)的方案本质上使用的是相同的内存，从根本上解决了传输延时的痛点，同时系统内存资源可控，真正的能实现大数据极低开销的性能效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例的一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的流程示意图；
图3为本发明另一实施例的一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的流程示意图；
图4为本发明一实施例的一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存装置的结构示意图；
图5可以实现本发明一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的电子设备结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例的一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的流程示意图；
如图1所示，一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，包括：
步骤1：第一操作系统将预设共享服务进行初始化；
步骤2：第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配；
步骤3：第一操作系统根据分配后的共享通道与第二操作系统共享内存；
步骤4：第二操作系统根据第一操作系统分配的共享通道获取第一操作系统的共享内存。
本发明实现了高效的跨系统通信方案，兼具内存可控、传输开销极低、大数据共享、多通道并发的优点，有效的解决了传统基于Socket通信方式的内存消耗大、传输高延迟、数据粘包等缺点，极大的提高跨系统通信的性能，很大程度满足了越来越复杂的车载座舱域的设计要求。
可以理解的是，本方案实现是基于高通8155，软件搭载QNX和Android两大操作系统，该方案是基于高通的虚拟化方案，实际在系统DDR(双倍速率同步动态随机存储器)初始化完成之后，QNX侧采用PMEM(持久化内存管理)进行共享内存映射，Android侧则采用ION(一种基于DMA内存管理)进行系统堆区的共享内存映射，在QNX侧和Android侧可以同时作为前端和后端，在预先分配的通道进行大数据的共享，同时也有专门的同步接口用于短消息的通信，为的是解决传统的基于以太网Socket通信的动态内存开销大、传输高延迟、粘包等痛点，同时基于Hypervisor(虚拟化技术)的方案本质上使用的是相同的内存，从根本上解决了传输延时的痛点，同时系统内存资源可控，真正的实现大数据极低开销的性能效果。
本实施例中，第一操作系统为QNX系统时，第二操作系统为Android系统，具体为QNX系统作为后端，Android系统作为前端；
第一操作系统为Android系统时，第二操作系统为QNX系统，具体为Android系统作为后端，QNX系统作为前端。
本实施例中，当第一操作系统为QNX系统时，第二操作系统为Android系统时，第一操作系统将预设共享服务进行初始化包括：
第一操作系统通过预设虚拟管理程序将系统存储器管理模块以及持久内存驱动进行初始化，具体而言，QNX侧启动之后，初始化SMMU模块，同时初始化PMEM驱动。
本实施例中，第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配包括：
第一操作系统侧应用调用共享内存接口进行共享内存分配以及共享通道分配。
本实施例中，第一操作系统根据分配后的共享通道与第二操作系统共享内存包括：
第一操作系统根据共享内存接口的U-HAB接口和K-HAB驱动与第二操作系统共享内存。
本实施例中，第二操作系统根据第一操作系统分配的共享通道获取第一操作系统的共享内存包括：
第二操作系统启动共享内存服务；
第二操作系统根据第一操作系统分配的共享通道开启第二操作系统对应的共享通道；
第二操作系统根据对应的共享通道获取第一操作系统的共享内存。
具体而言，Android系统在启动SharedInfoService之后开启共享通道，Android系统做从机的时候注册QNX提供对应通道的异步调用接口Android侧给上层提供的异步回调接口，在QNX数据发送之后，SharedInfoService对应通道的回调会获取到数据，在获取数据之后向上通过AIDL接口将数据分发给Framework层，完成QNX作为后端、Android作为前端的一次完整通信。
本实施例中，当第一操作系统是Android系统，第二操作系统为QNX系统时，第一操作系统将预设共享服务进行初始化包括：
第二操作系统启动后，向第一操作系统发送启动消息；
第一操作系统启动后将共享内存服务进程启动。
本实施例中，第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配包括：
第一操作系统利用内存管理器进行共享内存以及共享通道分配。
本实施例中，QNX系统启动之后，引导Android系统启动，SharedInfoService进程启动，利用ION进行系统堆区的共享内存分配，内存分配完毕进行通道的分配，资源分配完毕启动每个通道对应的线程，在通道线程中执行具体的数据发送；
本实施例中，第一操作系统根据分配后的共享通道与第二操作系统共享内存包括：
第一操作系统侧应用根据共享信息提供的同步异步接口将数据发送到共享内存服务；
共享内存服务将数据分别在同步队列以及异步队列进行入队；
第一操作系统通过共享通道将数据共享给第二操作系统。
本实施例中，Android系统的APP通过SharedInfoSDK提供的同步异步接口利用AIDL将数据发送到SharedInfoService，SharedInfoService会把数据分别放到同步和异步队列，然后通道线程在获取到对应的数据后会将数据通过预先分配的物理通道将数据共享给QNX，利用队列的方式可以进行数据的缓冲，同时多通道对应多个线程能够实现并发，且数据互不干扰，QNX侧在作为前端的设计上采用异步回调的方式，在回调中得到Android共享的数据完成一次完整的Android作为后端、QNX作为前端的通信链路。
图2为本发明另一实施例的一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的流程示意图；
如图2所示，本发明另一实施例的一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法包括：
本实施例中，QNX作为后端，Android作为前端；
本实施例中，Hypervisor(管理程序)为QNX虚拟化组建，QNX作为host，Android以guest的形式共享硬件资源和内存资源；
本实施例中，SMMU全称SystemMemoryManagementUnit，SMMU和MMU具有同样的作用，区别是供使用DMA(地址请求)的外设使用，同样提供页表转换工作，外设可通过页表转换访问物理地址，达到devices设备和进程一样使用虚拟地址。
本实施例中，PMEM持久内存用于描述允许程序像内存一样可直接按字节寻址的数据访问技术，而其存储的内容是非易失性的，可在整个电源循环中保存，所以在这种Hypervisor的系统，持久内存能提供高效的跨系统I/O访问性能。
本实施例中，HAB(HypervisorAbstractCommunicationdriver)，QNX和Android的底层虚拟机化驱动，主要是虚拟化地址翻译，QNX内部用汇编指令实现，对上提供虚拟化API，封装接口用于上层使用，Android侧也同时提供虚拟地址和物理地址的映射，进而能够进行物理机和虚拟机的硬件资源共享，HAB是进行内存资源的共享。
本实施例中，VMM(VirtualMachineManagerment)虚拟机管理系统，由本方案设计并开发，主要是在QNX为主机，多个虚拟机连接的方案，注册VMM驱动的回调接口，在远程虚拟机异常的时候进行相应通道资源的释放，释放的资源能够进行重新分配，实现虚拟机的动态管理功能。
本实施例中，K-HAB和U-HAB分别是内核驱动支持的HAB接口，用户空间支持的HAB接口。
本实施例中，SharedInfoServervice为Android侧的核心共享服务，用于映射QNX主机内存，进行数据获取以及向上提供的能力，对上提供AIDL接口，进行实际的业务能力支持。
本实施例中，SharedInfoServerviceSDK为Android侧对APP提供的SDK，用于和SharedInfoService通行的framework层。
本实施例中，Backend相当于Server，提供内存分配和通道映射。
本实施例中，Frontend相当于Client，进行内存的实际获取，以及数据的共享，并实现相应的业务逻辑。
图3为本发明另一实施例的一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的流程示意图；
如图3所示，本实施例中，Android作为后端，QNX作为前端；
本实施例中，ION(IPServiceOverAllJoyn)，通过在硬件设备和用户空间之间分配和共享内存，实现设备之间零拷贝共享内存，提供多种内存的分配方式；
本实施例中，采用SystemHeap的方式进行和QNX的内存共享，实现数据的高效通信；
DMA_BUF为数据绕过CPU直接进行内存搬移，极大的提高了数据拷贝的效率，减少CPU的开销。
图4为本发明一实施例的一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存装置的结构示意图；
如图4所示，一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存装置，包括预设共享服务初始化模块、共享内存及共享通道分配模块、共享内存模块以及共享内存获取模块；其中，
预设共享服务初始化模块，用于第一操作系统将预设共享服务进行初始化；
共享内存及共享通道分配模块，用于第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配；
共享内存模块，用于第一操作系统根据分配后的共享通道与第二操作系统共享内存；
共享内存获取模块，用于第二操作系统根据第一操作系统分配的共享通道获取第一操作系统的共享内存。
值得注意的是，虽然本系统只披露了预设共享服务初始化模块、共享内存及共享通道分配模块、共享内存模块以及共享内存获取模块等基本功能模块，但并不意味着本装置仅仅局限于上述基本功能模块，相对，本发明所要表达的意思是，在上述基本功能模块的基础之上，本领域技术人员可以结合现有技术任意添加一个或多个功能模块，形成无穷多个实施例或技术方案，也就是说本系统是开放式的而非封闭式的，不能因为本实施例仅披露了个别基本功能模块，就认为本发明权利要求的保护范围局限于上述公开的基本功能模块。
图5可以实现本发明一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的电子设备结构图。
如图5所示，电子设备包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器中存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的步骤。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当计算机程序在电子设备上运行时，使得电子设备执行车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法的步骤。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(PeripheralComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustryStandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
电子设备包括硬件层，运行在硬件层之上的操作系统层，以及运行在操作系统上的应用层。该硬件层包括中央处理器(CPU，CentralProcessingUnit)、内存管理单元(MMU，MemoryManagementUnit)和内存等硬件。该操作系统可以是任意一种或多种通过进程(Process)实现电子设备控制的计算机操作系统，例如，Linux操作系统、Unix操作系统、Android操作系统、iOS操作系统或windows操作系统等。并且在本发明实施例中该电子设备可以是智能手机、平板电脑等手持设备，也可以是桌面计算机、便携式计算机等电子设备，本发明实施例中并未特别限定。
本发明实施例中的电子设备控制的执行主体可以是电子设备，或者是电子设备中能够调用程序并执行程序的功能模块。电子设备可以获取到存储介质对应的固件，存储介质对应的固件由供应商提供，不同存储介质对应的固件可以相同可以不同，在此不做限定。电子设备获取到存储介质对应的固件后，可以将该存储介质对应的固件写入存储介质中，具体地是往该存储介质中烧入该存储介质对应固件。将固件烧入存储介质的过程可以采用现有技术实现，在本发明实施例中不做赘述。
电子设备还可以获取到存储介质对应的重置命令，存储介质对应的重置命令由供应商提供，不同存储介质对应的重置命令可以相同可以不同，在此不做限定。
此时电子设备的存储介质为写入了对应的固件的存储介质，电子设备可以在写入了对应的固件的存储介质中响应该存储介质对应的重置命令，从而电子设备根据存储介质对应的重置命令，对该写入对应的固件的存储介质进行重置。根据重置命令对存储介质进行重置的过程可以现有技术实现，在本发明实施例中不做赘述。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元、模块分别描述。当然在实施本申请时可以把各单元、模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，其特征在于，包括：
第一操作系统将预设共享服务进行初始化；
第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配；
第一操作系统根据所述分配后的共享通道与第二操作系统共享内存；
所述第二操作系统根据所述第一操作系统分配的共享通道获取所述第一操作系统的共享内存。
2.如权利要求1所述的车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，其特征在于，所述第一操作系统为QNX系统时，所述第二操作系统为Android系统；
所述第一操作系统为Android系统时，所述第二操作系统为QNX系统。
3.如权利要求2所述的车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，其特征在于，当所述第一操作系统为QNX系统，所述第二操作系统为Android系统时，所述第一操作系统将预设共享服务进行初始化包括：
所述第一操作系统通过预设虚拟管理程序将系统存储器管理模块以及持久内存驱动进行初始化。
4.如权利要求3所述的车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，其特征在于，所述第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配包括：
所述第一操作系统侧应用调用共享内存接口进行共享内存分配以及共享通道分配。
5.如权利要求4所述的车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，其特征在于，所述第一操作系统根据所述分配后的共享通道与第二操作系统共享内存包括：
所述第一操作系统根据所述共享内存接口的U-HAB接口和K-HAB驱动与第二操作系统共享内存。
6.如权利要求5所述的车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，其特征在于，所述第二操作系统根据所述第一操作系统分配的共享通道获取所述第一操作系统的共享内存包括：
所述第二操作系统启动共享内存服务；
所述第二操作系统根据所述第一操作系统分配的共享通道开启第二操作系统对应的共享通道；
所述第二操作系统根据所述对应的共享通道获取所述第一操作系统的共享内存。
7.如权利要求2所述的车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，其特征在于，当所述第一操作系统为Android系统，所述第二操作系统为QNX系统时，所述第一操作系统将预设共享服务进行初始化包括：
第二操作系统启动后，向第一操作系统发送启动消息；
所述第一操作系统启动后将共享内存服务进程启动。
8.如权利要求7所述的车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，其特征在于，所述第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配包括：
所述第一操作系统利用内存管理器进行共享内存以及共享通道分配。
9.如权利要求8所述的车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存方法，其特征在于，所述第一操作系统根据所述分配后的共享通道与第二操作系统共享内存包括：
第一操作系统侧应用根据共享信息提供的同步异步接口将数据发送到共享内存服务；
所述共享内存服务将所述数据分别在同步队列以及异步队列进行入队；
所述第一操作系统通过所述共享通道将所述数据共享给所述第二操作系统。
10.一种车载座舱娱乐系统用双系统多通道共享内存装置，其特征在于，包括：
预设共享服务初始化模块，所述预设共享服务初始化模块用于第一操作系统将预设共享服务进行初始化；
共享内存及共享通道分配模块，所述共享内存及共享通道分配模块用于第一操作系统将共享内存及共享通道进行分配；
共享内存模块，所述共享内存模块用于第一操作系统根据所述分配后的共享通道与第二操作系统共享内存；
共享内存获取模块，所述共享内存获取模块用于所述第二操作系统根据所述第一操作系统分配的共享通道获取所述第一操作系统的共享内存。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116701335A (zh) * | 2023-05-17 | 2023-09-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种车载座舱域控制器跨系统日志数据处理方法 |
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2022
- 2022-11-28 CN CN202211505517.7A patent/CN115809158A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116701335A (zh) * | 2023-05-17 | 2023-09-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种车载座舱域控制器跨系统日志数据处理方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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