FR2713367A1 - Origin of signal detector on motor vehicle communication network - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE DETECTION DE L'ORIGINE D'UNE EMISSION
SUR UN RESEAU DE COMMUNICATION EMBARQUE
L'invention concerne un dispositif de détection physique de l'origine d'un signal électrique émis sur un réseau de communication, par l'un des modules électroniques qui le composent. Un tel dispositif pourra avantageusement être utilisé comme outil de mise au point et de validation.DEVICE FOR DETECTING THE ORIGIN OF A TRANSMISSION
ON AN ON-BOARD COMMUNICATION NETWORK
The invention relates to a device for physical detection of the origin of an electrical signal emitted on a communication network, by one of the electronic modules which compose it. Such a device could advantageously be used as a development and validation tool.
L'invention s'applique à des réseaux de communication automobiles embarqués, répondant à différents protocoles, tels que VAN, CAN, J1850, ABUS.The invention applies to on-board automotive communication networks, responding to different protocols, such as VAN, CAN, J1850, ABUS.
Un réseau de communication embarqué sur un véhicule automobile est constitué d'un ensemble de modules électroniques interconnectés par des moyens de câblage mono ou bifilaires. Ces modules ou abonnés sont des entités physiques capables de recevoir et/ou d'émettre des informations multi-directionnelles, codées sous une forme binaire de façon séquentielle et circulant sur le médium de communication que réalise le câblage. Tous les modules ont des fonctions communes de communication avec le bus multiplexé, selon le protocole VAN par exemple, et des fonctions spécifiques correspondant à une application particulière. Chaque module est équipé d'une interface électronique spécifique et standardisée du réseau pour assurer la compatibilité entre les informations binaires échangées. Certains modules plus évolués que les autres sont des unités centrales électroniques. Le nombre de modules sur un réseau est limité par des données technologiques de l'interface de ligne, afin d'assurer une bonne reconnaissance entre les niveaux récessif et dominant sur le bus multiplexé. Le transfert d'informations sur le réseau s'effectue par paquet indivisible appelé trame, qui est obtenue par transformation de ces informations réalisée par un contrôleur de protocole et qui est véhiculée selon un principe de transmission asynchrone.A communication network on board a motor vehicle consists of a set of electronic modules interconnected by single or two-wire cabling means. These modules or subscribers are physical entities capable of receiving and / or transmitting multi-directional information, coded in a binary form sequentially and circulating on the communication medium that the wiring carries out. All the modules have common communication functions with the multiplexed bus, according to the VAN protocol for example, and specific functions corresponding to a particular application. Each module is equipped with a specific and standardized electronic network interface to ensure compatibility between the binary information exchanged. Some modules more advanced than the others are electronic central units. The number of modules on a network is limited by technological data from the line interface, in order to ensure good recognition between the recessive and dominant levels on the multiplexed bus. Information is transferred over the network in an indivisible packet called a frame, which is obtained by transformation of this information carried out by a protocol controller and which is conveyed according to an asynchronous transmission principle.
Le médium de communication reliant les modules est une ligne monofilaire ou bifilaire. Dans ce dernier cas, elle est constituée de deux conducteurs data et dataB le conducteur data transporte un signal en phase par rapport au signal logique issu du contrôleur de protocole et le conducteur dataB transporte un signal en opposition de phase par rapport à ce signal logique.The communication medium connecting the modules is a single-wire or two-wire line. In the latter case, it consists of two data and dataB conductors, the data conductor transports a signal in phase with respect to the logic signal from the protocol controller and the dataB conductor transports a signal in phase opposition with respect to this logic signal.
Les modules maîtres ou calculateurs dialoguent entre eux ou vers un calculateur spécifique. Actuellement il n'existe aucun dispositif capable d'isoler physiquement les origines des informations qui transitent sur le bus pendant ce dialogue, car un signal électrique émis par un module calculateur est le même sur le bus, en tout point du réseau. Or, il peut être très intéressant de connaître précisément l'origine des informations qui circulent sur le réseau, le dispositif permettant d'isoler le module calculateur émettant l'information sans entraîner de perturbations sur le réseau.The master modules or computers interact with each other or with a specific computer. Currently, there is no device capable of physically isolating the origins of the information which travels on the bus during this dialogue, since an electrical signal emitted by a computer module is the same on the bus, at all points on the network. However, it can be very interesting to know precisely the origin of the information circulating on the network, the device making it possible to isolate the computer module transmitting the information without causing disturbances on the network.
Pour cela, l'objet de l'invention est un dispositif de détection de l'origine d'une émission sur un réseau de communication embarqué comportant différents modules émetteurs raccordés par un bus, caractérisé en ce qu'il est placé au niveau du noeud central de raccordement d'au moins deux modules émetteurs et en ce qu'il comprend, connectés sur chaque branche du réseau reliant un module audit noeud, des moyens de détection du sens des courants circulant sur le bus à partir de chaque module.For this, the object of the invention is a device for detecting the origin of a transmission on an on-board communication network comprising different transmitter modules connected by a bus, characterized in that it is placed at the node central connection point for at least two transmitter modules and in that it comprises, connected to each branch of the network connecting a module to said node, means for detecting the direction of the currents flowing on the bus from each module.
Selon une autre caractéristique de l'invention, pour chacune des deux liaisons data et dataB constituant le bus du réseau, les moyens de détection du sens du courant sont constitués, sur chaque branche de la liaison reliant un module audit noeud, par une résistance placée en série et par un comparateur placé en parallèle dont la sortie indique une tension significative d'un état haut ou bas.According to another characteristic of the invention, for each of the two data and dataB links constituting the network bus, the means for detecting the direction of the current are constituted, on each branch of the link connecting a module to said node, by a resistor placed in series and by a comparator placed in parallel whose output indicates a significant voltage from a high or low state.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation particulier, faite en relation avec les dessins joints dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'un réseau de communication
doté du dispositif selon l'invention; - les figures 2a à 2d sont un exemple de chronogramme
des signaux respectivement en sortie du dispositif
selon l'invention et sur le bus du réseau de
communication; - les figures 3 et 4 sont un schéma électronique des
deux parties d'un exemple particulier de réalisation
du dispositif selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of a particular embodiment, made in relation to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a diagram of a communication network
provided with the device according to the invention; - Figures 2a to 2d are an example of a timing diagram
signals respectively at the device output
according to the invention and on the network bus
communication; - Figures 3 and 4 are an electronic diagram of
two parts of a particular example of realization
of the device according to the invention.
Etant donné un réseau de communication comportant n = 3 modules calculateurs, référencés 1 à 3 comme le montre l'exemple de la figure 1, émettant chacun sur un bus et raccordés entre eux au niveau d'un noeud central N, le dispositif 4 de détection selon l'invention est placé au niveau de ce noeud et relié à chaque branche B1 à B3 du bus. Il comporte trois sorties V1 à V3 indiquant un état haut ou bas, représentatif des informations émises par chacun des modules.Given a communication network comprising n = 3 computer modules, referenced 1 to 3 as shown in the example of FIG. 1, each transmitting on a bus and connected to each other at a central node N, the device 4 of detection according to the invention is placed at this node and connected to each branch B1 to B3 of the bus. It has three outputs V1 to V3 indicating a high or low state, representative of the information transmitted by each of the modules.
A l'état de repos - état récessif 1 -, aucun courant n'est émis par les modules 1 à 3, donc ne circule dans les branches B1 à B3 du réseau.In the rest state - recessive state 1 -, no current is emitted by the modules 1 to 3, therefore does not flow in the branches B1 to B3 of the network.
Lorsque le module 2 par exemple émet un signal électrique sur le bus - état dominant 0 -, un courant positif est détecté par les moyens de détection D2 pendant que des courants négatifs sont détectés dans les moyens de détection D1 et D3 connectés aux branches B1 et B3 reliant le noeud N aux modules respectifs 1 et 3.When the module 2 for example emits an electrical signal on the bus - dominant state 0 -, a positive current is detected by the detection means D2 while negative currents are detected in the detection means D1 and D3 connected to the branches B1 and B3 connecting node N to the respective modules 1 and 3.
Le dispositif permet de déterminer que le module 2 est l'émetteur, alors que le signal est le même en tout point du bus reliant les trois modules.The device makes it possible to determine that module 2 is the transmitter, while the signal is the same at any point on the bus connecting the three modules.
Lorsque les calculateurs 1 et 2 émettent simultanément un signal électrique sur le bus, les moyens de détection D1 et D2 enregistrent un courant positif, alors que les moyens D3 enregistrent un courant négatif, bien que le signal électrique global soit le même en tout point du réseau. On peut ainsi en déduire que les modules 1 et 2 sont à l'origine de l'émission du signal circulant sur le bus.When the computers 1 and 2 simultaneously transmit an electrical signal on the bus, the detection means D1 and D2 record a positive current, while the means D3 record a negative current, although the overall electrical signal is the same at all points of the network. It can thus be deduced therefrom that modules 1 and 2 are at the origin of the emission of the signal circulating on the bus.
Les figures 2a à 2d sont un exemple de chronogramme des signaux binaires émis par les différents modules 1 à 3, apparaissant respectivement sur les sorties V1 à V3 du dispositif de détection selon l'invention et sur le bus de communication.FIGS. 2a to 2d are an example of a timing diagram of the binary signals emitted by the different modules 1 to 3, appearing respectively on the outputs V1 to V3 of the detection device according to the invention and on the communication bus.
Les figures 3 et 4 sont un exemple particulier de réalisation du dispositif de détection selon l'invention, applicable à un réseau de communication comportant en particulier trois modules émetteurs interconnectés au niveau d'un noeud central N.Figures 3 and 4 are a particular embodiment of the detection device according to the invention, applicable to a communication network comprising in particular three transmitter modules interconnected at a central node N.
Rappelons qu'un bus de communication est constitué de quatre liaisons parallèles, une liaison data sur laquelle circulent les informations, une liaison dataB sur laquelle circulent l'opposé des mêmes informations, une liaison d'alimentation et une liaison de masse. Le dispositif de détection selon l'invention comporte essentiellement deux parties symétriques, relatives l'une à la liaison data et l'autre à la liaison dataB.Recall that a communication bus is made up of four parallel links, a data link on which the information circulates, a dataB link on which the opposite of the same information circulates, a supply link and a ground link. The detection device according to the invention essentially comprises two symmetrical parts, one relating to the data link and the other to the dataB link.
Ainsi, comme le montre la figure 3, le dispositif selon l'invention comprend d'une part, sur chaque branche bi, i = 1 à 3, de la liaison data reliant respectivement un module 1, 2 ou 3 au noeud N+ d'interconnexion des modules, au niveau de la liaison data, une résistance R placée en série entre le module et le noeud et un comparateur Ci, i = 1 à 3, placé en parallèle, sa borne positive (+) étant connectée au module et sa borne négative (-) étant connectée au noeud. La sortie de chacun des comparateurs Ci indique une tension
Vi, i = 1 à 3, significative d'un état haut ou bas. Une résistance R+ de polarisation reliée par une borne à une tension de 5 Volts et par l'autre borne à la sortie de chaque module, permet de polariser le circuit quand le module est à l'état récessif 1, donc quand il n'émet aucun signal électrique sur le bus. Une résistance Rp relie le noeud N+ du réseau à une tension de 2,5 Volts, ce qui permet de polariser le circuit quand se produit une collision des signaux en provenance de tous les modules, au niveau du noeud.Thus, as shown in FIG. 3, the device according to the invention comprises on the one hand, on each branch bi, i = 1 to 3, of the data link connecting respectively a module 1, 2 or 3 to the node N + d ' interconnection of the modules, at the data link, a resistor R placed in series between the module and the node and a comparator Ci, i = 1 to 3, placed in parallel, its positive terminal (+) being connected to the module and its negative terminal (-) being connected to the node. The output of each of the comparators Ci indicates a voltage
Vi, i = 1 to 3, significant of a high or low state. A resistance R + of polarization connected by a terminal to a voltage of 5 Volts and by the other terminal to the output of each module, allows to polarize the circuit when the module is in the recessive state 1, therefore when it does not emit no electrical signal on the bus. A resistor Rp connects the network node N + to a voltage of 2.5 Volts, which allows the circuit to be polarized when a collision occurs of the signals from all the modules, at the node.
Le dispositif de détection selon l'invention fonctionne de la façon suivante - en l'absence d'émission d'un signal électrique par les
trois modules 1 à 3, le potentiel sur les trois
branches b1 à b3 est d'environ 5 Volts, correspondant
à l'état récessif 1. Dans ce cas, les trois
comparateurs C1 à C3 indiquent une tension V1 à V3
voisine de 5 Volts, représentative d'un état haut 1; - si le module 2 émet un signal électrique sur le bus
donc passe d'un état haut à un état bas voisin de
0 Volt, alors que les deux autres modules 1 et 3
restent à un état haut, un courant électrique circule
dans la résistance R du module 2 vers le noeud N+,
arrive au noeud et passe ensuite dans les deux autres
résistances R, du noeud vers les modules respectifs 1
et 3. Dans ce cas, le comparateur C2 indique en sortie
une tension V2 voisine de zéro, représentant un état
bas, tandis que les autres comparateurs C1 et C3
indiquent en sortie des états hauts représentés par
des tensions V1 et V3 voisines de 5 Volts.The detection device according to the invention operates as follows - in the absence of emission of an electrical signal by the
three modules 1 to 3, the potential on the three
branches b1 to b3 is around 5 Volts, corresponding
in recessive state 1. In this case, the three
comparators C1 to C3 indicate a voltage V1 to V3
close to 5 Volts, representative of a high state 1; - if module 2 transmits an electrical signal on the bus
so goes from a high state to a low state close to
0 Volt, while the other two modules 1 and 3
remain high, an electric current flows
in the resistance R of the module 2 towards the node N +,
arrives at the node and then goes into the other two
resistors R, from the node to the respective modules 1
and 3. In this case, the comparator C2 indicates at the output
a voltage V2 close to zero, representing a state
low, while the other comparators C1 and C3
indicate as output high states represented by
voltages V1 and V3 close to 5 Volts.
On remarque que le dispositif a bien détecté l'origine du signal émis sur le bus, par la tension V2 basse indiquant que le module 2 est émetteur.It is noted that the device has indeed detected the origin of the signal transmitted on the bus, by the low voltage V2 indicating that the module 2 is a transmitter.
Comme le montre la figure 4, le dispositif selon l'invention comprend d'autre part sur chaque branche b'i, i = 1 à 3, de la liaison dataB du bus reliant respectivement un module 1, 2 ou 3 au noeud N d'interconnexion des modules, au niveau de la liaison dataB, les mêmes circuits électriques que ceux existant sur la liaison data, c'est-à-dire une résistance R, en série entre ledit module et le noeud, et un comparateur
C'i, i = 1 à 3, placé en parallèle mais dont la borne négative (-) est connectée au module et la borne positive (+) est connectée au noeud. Une résistance R- est placée entre la sortie de chaque module et la masse pour polariser le circuit quand le module est au repos sur la liaison data, donc à l'état 0 sur la liaison dataB.As shown in Figure 4, the device according to the invention further comprises on each branch b'i, i = 1 to 3, of the dataB link of the bus respectively connecting a module 1, 2 or 3 to the node N d interconnection of the modules, at the dataB link, the same electrical circuits as those existing on the data link, that is to say a resistor R, in series between said module and the node, and a comparator
C'i, i = 1 to 3, placed in parallel but whose negative terminal (-) is connected to the module and the positive terminal (+) is connected to the node. A resistor R- is placed between the output of each module and ground to bias the circuit when the module is at rest on the data link, therefore at state 0 on the dataB link.
Une autre résistance Rp relie le noeud N de la liaison dataB à une tension de 2,5 Volts, afin de polariser le circuit lors d'une collision de signaux.Another resistor Rp connects the node N of the dataB link to a voltage of 2.5 Volts, in order to polarize the circuit during a collision of signals.
Le fonctionnement de cette partie est le suivant - en l'absence d'émission par les trois modules, le
potentiel sur les trois branches b'1, b'2 et b'3 est
nul, de sorte que les tensions de sortie des
comparateurs indiquant un état haut; - si le module 2 émet un état bas, qui produit une
tension de 5 Volts sur dataB et si les deux autres
modules 1 et 3 émettent un état haut, soit 0 Volt sur
dataB, l'état est bas sur les trois branches b'1 à b'3
mais seule la tension de sortie V2 du comparateur C'2
est voisine de 5 Volts indiquant un état bas, alors
que les tensions de sortie V'1 et V'3 des deux autres
comparateurs sont nulles, indiquant des états hauts.The operation of this part is as follows - in the absence of emission by the three modules, the
potential on the three branches b'1, b'2 and b'3 is
zero, so the output voltages of
comparators indicating a high state; - if module 2 emits a low state, which produces a
voltage of 5 Volts on dataB and if the other two
modules 1 and 3 emit a high state, i.e. 0 Volt on
dataB, the state is low on the three branches b'1 to b'3
but only the output voltage V2 of the comparator C'2
is close to 5 Volts indicating a low state, then
that the output voltages V'1 and V'3 of the other two
comparators are zero, indicating high states.
Comme le montrent les figures 3 et 4, deux diodes d et d', montées en sens inverse, sont placées en parallèle sur chaque résistance R reliant un module à un noeud, afin de limiter les chutes de potentiel lors d'émission d'états différents.As shown in Figures 3 and 4, two diodes d and d, mounted in opposite directions, are placed in parallel on each resistor R connecting a module to a node, in order to limit the potential drops during emission of states different.
Sur un réseau réel de communication embarqué, les branches qui relient les modules au noeud du réseau ne sont pas parfaitement symétriques, en raison notamment des différences de câblage, ce qui peut entraîner des commutations parasites lors des transitions entre l'état dominant bas et l'état récessif haut. En effet, c'est pendant cette transition entre l'état 0 et l'état 1 que les sens des courants dépendent des capacités parasites du câblage de chaque liaison.On a real on-board communication network, the branches which connect the modules to the network node are not perfectly symmetrical, due in particular to differences in wiring, which can cause parasitic switching during the transitions between the dominant low state and the 'high recessive state. Indeed, it is during this transition between state 0 and state 1 that the directions of the currents depend on the parasitic capacities of the wiring of each link.
Ce problème est résolu par le dispositif selon l'invention qui comporte, pour chacune des deux liaisons data et dataB, un circuit de filtrage passe-haut 5, respectivement 5', dont l'entrée est commandée par le noeud N+, respectivement N-, de la liaison lors des transitions de l'état 0 à l'état 1 sur le bus et dont la sortie F, respectivement F', est connectée à la sortie de chaque comparateur (Ci, C'i) par l'intermédiaire d'une porte OU (6). Ce circuit de filtrage 5, dans le cas de la liaison data, comme le montre la figure 3, est constitué par une capacité C reliée au noeud N+ d'une part, et à la borne (+) d'un comparateur CF d'autre part, et par une résistance RF connectée entre la masse et la même borne + dudit comparateur CF. La borne (-) de ce comparateur est reliée à la fois à un pont de résistances connecté à une tension de 5 Volts et à un condensateur. This problem is solved by the device according to the invention which comprises, for each of the two data and dataB links, a high-pass filtering circuit 5, respectively 5 ′, the input of which is controlled by the node N +, respectively N- , of the connection during the transitions from state 0 to state 1 on the bus and whose output F, respectively F ', is connected to the output of each comparator (Ci, C'i) via d '' an OR gate (6). This filtering circuit 5, in the case of the data link, as shown in FIG. 3, consists of a capacitor C connected on the one hand to the node N +, and to the terminal (+) of a comparator CF d ' on the other hand, and by an RF resistance connected between ground and the same + terminal of said comparator CF. The terminal (-) of this comparator is connected both to a resistance bridge connected to a voltage of 5 Volts and to a capacitor.
Lorsque le signal électrique aboutissant au noeud N+ passe de l'état 0 à l'état 1, la sortie F du comparateur CF passe à l'état 1 pendant un court instant, créant ainsi une fenêtre d'interdiction sur les signaux de sortie. La sortie F du comparateur CF aboutit à une des entrées d'une porte OU placée en sortie de chaque comparateur Ci, i = 1 à 3, et qui délivre le vrai signal de détection ViF, i = 1 à 3, de l'émission sur la liaison data du réseau, sans perturbation lors des transitions.When the electrical signal arriving at the node N + passes from state 0 to state 1, the output F of the comparator CF passes to state 1 for a short time, thus creating a window of prohibition on the output signals. The output F of the comparator CF leads to one of the inputs of an OR gate placed at the output of each comparator Ci, i = 1 to 3, and which delivers the true detection signal ViF, i = 1 to 3, of the emission on the network data link, without disturbance during transitions.
Comme cela apparaît sur la figure 4, le circuit de filtrage 5', dans le cas de la liaison dataB, est constitué par une capacité C' reliée au noeud N- d'une part et à la borne (-) d'un comparateur C'F d'autre part, et par une résistance R'F connectée entre une tension de 5 Volts et la même borne (-) dudit comparateur C'F. La borne (+) de ce comparateur est reliée à la fois à un pont de résistances connecté à la masse et à un condensateur. Comme pour la liaison data, la sortie F' du comparateur C'F aboutit à une porte OU (6) placée en sortie de chaque comparateur C'i, délivrant le signal de détection ViFZ, i = 1 à 3, de l'émission sur la liaison dataB du réseau.As shown in FIG. 4, the filtering circuit 5 ′, in the case of the dataB link, consists of a capacitor C ′ connected to the node N- on the one hand and to the terminal (-) of a comparator C'F on the other hand, and by a resistor R'F connected between a voltage of 5 Volts and the same terminal (-) of said comparator C'F. The (+) terminal of this comparator is connected both to a resistance bridge connected to ground and to a capacitor. As for the data link, the output F 'of the comparator C'F leads to an OR gate (6) placed at the output of each comparator C'i, delivering the detection signal ViFZ, i = 1 to 3, of the emission on the dataB link of the network.
Enfin, le dispositif de détection selon l'invention comporte un circuit détecteur de collision entre toutes les sorties, prises deux à deux, permettant de détecter les collisions c'est-à-dire les instants où deux modules, quels qu'ils soient, émettent simultanément.Finally, the detection device according to the invention comprises a collision detector circuit between all of the outputs, taken two by two, making it possible to detect collisions, that is to say the moments when two modules, whatever they are, transmit simultaneously.
Ces circuits détecteurs de collision sont constitués par une porte OU (7), entre deux sorties du dispositif.These collision detector circuits consist of an OR gate (7), between two outputs of the device.
Le dispositif de détection selon l'invention qui vient d'être décrit pour trois modules émetteurs peut être réalisé pour un réseau n'ayant que deux modules ou au contraire ayant n modules, avec n supérieur à trois. The detection device according to the invention which has just been described for three transmitter modules can be produced for a network having only two modules or on the contrary having n modules, with n greater than three.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9314329A FR2713367B1 (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Device for detecting the origin of a transmission on an on-board communication network. |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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FR2713367A1 true FR2713367A1 (en) | 1995-06-09 |
FR2713367B1 FR2713367B1 (en) | 1996-01-12 |
Family
ID=9453377
Family Applications (1)
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FR9314329A Expired - Fee Related FR2713367B1 (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Device for detecting the origin of a transmission on an on-board communication network. |
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EP0281376A2 (en) * | 1987-03-04 | 1988-09-07 | LUCAS INDUSTRIES public limited company | Multiplex control system |
WO1993002517A1 (en) * | 1991-07-23 | 1993-02-04 | Siemens Automotive S.A. | 'van' system with additional access protocol for open circuit conditions |
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1993
- 1993-11-30 FR FR9314329A patent/FR2713367B1/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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ST | Notification of lapse |