JP2000207348A - デ―タ処理装置および方法 - Google Patents

デ―タ処理装置および方法

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JP2000207348A
JP2000207348A JP11007557A JP755799A JP2000207348A JP 2000207348 A JP2000207348 A JP 2000207348A JP 11007557 A JP11007557 A JP 11007557A JP 755799 A JP755799 A JP 755799A JP 2000207348 A JP2000207348 A JP 2000207348A
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cpu
bus
control circuit
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40Bus structure
    • G06F13/4004Coupling between buses
    • G06F13/4022Coupling between buses using switching circuits, e.g. switching matrix, connection or expansion network

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要なバス待ちを無くしてデータ処理の速度
を向上させる。 【解決手段】 本発明のデータ処理装置は、制御回路1
6と、複数のCPU1〜3と、複数のシステムバス17
A〜17Cと、複数のメモリ10〜15と、これらのメ
モリ10〜15をシステムバス17A〜17Cに選択的
に接続可能である複数のメモリバスセレクタ4〜9とを
有する。制御回路16はメモリ10〜15をシステムバ
ス17A〜17Cに選択的に接続するための複数の選択
信号を発生してメモリバスセレクタ4〜9に与える。メ
モリバスセレクタ4〜9は前記選択信号に応答してメモ
リ10〜15をシステムバス17A〜17Cに選択的に
接続する。CPU1〜3は並行してメモリ10〜15に
アクセスしてデータの処理をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像データ等のデ
ータを処理するデータ処理装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来により、データ処理装置として、特
開平9−223103号公報に記載されているものが知
られている。この特開平9−223103号公報に記載
されている1つのデータ処理装置は、CPUのメモリへ
のアクセス中にはDMAコントローラがバス待ち状態と
なり、DMA転送中にはCPUがバス待ち状態となるも
のである。
【0003】特開平9−223103号公報に記載され
ている他のデータ処理装置は、複数のシステムバスを用
いてバス使用権を調停するバス調停回路を有し、システ
ムバスを使用したい時にバスリクエスト信号を出力し、
それに対する応答信号としてバスグラント信号によりバ
ス使用権を調停している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
データ処理装置においては、第1のCPUがメモリを使
用中に第2のCPUがメモリにアクセスしようとしても
第1のメモリには第1のCPUがアクセスしているため
第2のCPU2はバス待ちをしなければならないという
問題がある。
【0005】また、従来のデータ処理装置においては、
各CPUが独立して動作するためにメモリのデータを管
理できないから、CPUごとにメモリのデータをアクセ
スした場合に第1のCPUの知らない所で第2のCPU
がデータを書き換えてしまうという問題がある。
【0006】本発明の目的は、不要なバス待ちを無くし
てデータ処理の速度を向上させることができるデータ処
理装置および方法を提供することにある。
【0007】また、本発明の他の目的は、複数のCPU
がメモリ内のデータの処理状態を確認しながらデータの
処理を行うことができるデータ処理装置および方法を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、制御回路と、この制御回路
にパラレル入出力装置により接続されている複数のCP
Uと、制御回路およびCPUがそれぞれ接続されてる複
数のシステムバスと、複数のメモリと、これらのメモリ
をシステムバスに選択的に接続可能である複数のメモリ
バスセレクタとを有するデータ処理装置において、制御
回路はメモリをシステムバスに選択的に接続するための
複数の選択信号を発生してメモリバスセレクタに与え、
これらのメモリバスセレクタは選択信号に応答してメモ
リをシステムバスに選択的に接続し、CPUは並行して
メモリにアクセスしてデータの処理をすることを特徴と
する。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、制御回路とCPUは、シリアルインタフェ
ースまたはデュアルポートRAMにより接続されている
ことを特徴とする。
【0010】請求項3記載の発明は、1つのCPUを有
する制御回路と、この制御回路のCPUにパラレル入出
力装置により接続されている少なくとも1つのCPU
と、CPUがそれぞれ接続されてる複数のシステムバス
と、複数のメモリと、これらのメモリをシステムバスに
選択的に接続可能である複数のメモリバスセレクタとを
有するデータ処理装置において、制御回路はメモリをシ
ステムバスに選択的に接続するための複数の選択信号を
発生してメモリバスセレクタに与え、これらのメモリバ
スセレクタは選択信号に応答してメモリをシステムバス
に選択的に接続し、CPUは並行してメモリにアクセス
してデータの処理をすることを特徴とする。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明において、CPUは、シリアルインタフェースまたは
デュアルポートRAMにより接続されていることを特徴
とする。
【0012】請求項5記載の発明は、制御回路と、この
制御回路にパラレル入出力装置により接続されている複
数のCPUと、制御回路およびCPUがそれぞれ接続さ
れてる複数のシステムバスと、複数のメモリと、これら
のメモリをシステムバスに選択的に接続可能である複数
のメモリバスセレクタとを有するデータ処理装置のデー
タ処理方法において、制御回路がメモリをシステムバス
に選択的に接続するための複数の選択信号を発生してメ
モリバスセレクタに与えるステップと、メモリバスセレ
クタが選択信号に応答してメモリをシステムバスに選択
的に接続するステップと、CPUが並行してメモリにア
クセスしてデータの処理をするステップとを有すること
を特徴とする。
【0013】請求項6記載の発明は、1つのCPUを有
する制御回路と、この制御回路のCPUにパラレル入出
力装置により接続されている少なくとも1つのCPU
と、CPUがそれぞれ接続されてる複数のシステムバス
と、複数のメモリと、これらのメモリをシステムバスに
選択的に接続可能である複数のメモリバスセレクタとを
有するデータ処理装置のデータ処理方法において、制御
回路がメモリをシステムバスに選択的に接続するための
複数の選択信号を発生してメモリバスセレクタに与える
ステップと、メモリバスセレクタが選択信号に応答して
メモリをシステムバスに選択的に接続するステップと、
CPUが並行してメモリにアクセスしてデータの処理を
するステップとを有することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1に示すように、本発明
の第1の実施形態としてのデータ処理装置は、3つのC
PU1、2、3と6つのメモリバスセレクタ4、5、
6、7、8、9と6つのメモリ10、11、12、1
3、14、15と制御回路16と3つのシステムバス1
7A、17B、17Cとを有している。CPU1、2、
3は、それぞれシステムバス17A、17B、17Cに
接続されている。メモリバスセレクタ4、5、6、7、
8、9は、システムバス17A、17B、17Cの1つ
に選択的に接続される。メモリ10、11、12、1
3、14、15は、メモリバスセレクタ4、5、6、
7、8、9にそれぞれメモリバス20A、20B、20
C、20D、20E、20Fにより接続されている。制
御回路16は、メモリバスセレクタ4、5、6、7、
8、9に通信バス18により接続されている。また、制
御回路16は、CPU1、2、3に通信バス19により
接続されている。
【0015】図2に示すように、制御回路16は、CP
U21とパラレル入出力装置22、23、24とを有し
ている。CPU21は、パラレル入出力装置22、2
3、24にシステムバス25により接続されている。パ
ラレル入出力装置22、23、24は、CPU1、2、
3に通信バス19により接続されている。CPU1、
2、3と制御回路16内のCPU21とは、パラレル入
出力装置22、23、24を用いて、パラレルのデータ
の送受信を行う。制御回路16は、メモリ10、11、
12、13、14、15をシステムバス17A、17
B、17Cに選択的に接続するための複数の選択信号を
発生してメモリバスセレクタ4、5、6、7、8、9に
与える。これらのメモリバスセレクタ4、5、6、7、
8、9は、選択信号に応答してメモリ10、11、1
2、13、14、15をシステムバス17A、17B、
17Cに選択的に接続する。CPU1、2、3は、並行
してメモリ10、11、12、13、14、15のいず
れかにアクセスしてデータを読み出してデータの処理を
し、かつ、処理したデータをメモリ10、11、12、
13、14、15のいずれかにアクセスして書き込む。
【0016】CPU1、2、3と制御回路16内のCP
U21とは、CPU間の通信バス19を用いてデータの
送受信を行い、データ処理フローに従って複数の選択信
号を発生してメモリバスセレクタ4、5、6、7、8、
9に与える。また、メモリバスセレクタ4、5、6、
7、8、9内のCPUは、システムバス17A、17
B、17Cがメモリ10、11、12、13、14、1
5のどれに接続されているのかの情報の管理と、メモリ
10、11、12、13、14、15内のデータ処理状
態の情報を管理している。このため、CPU1、2、3
は、相互の通信によりメモリ10、11、12、13、
14、15内のデータ処理状態を確認して、次のデータ
処理を行う。なお、制御回路16は、CPU21のみで
構成してもよく、また、他の回路で構成してもよい。
【0017】次に、本発明の第2の実施形態を図3、図
4、図5および図6に基づいて詳細に説明する。図3に
示すように、本発明の第2の実施形態としてのデータ処
理装置は、2つのCPU31、32とパラレル入出装置
33と4つのメモリバスセレクタ35、36、37、3
8と6つのメモリ39、40、40、41、42、4
3、44と2つのシステムバス34A、34Bとを有し
ている。CPU32とパラレル入出装置33とは、制御
回路30を構成している。なお、制御回路30は、CP
U32のみで構成してもよい。
【0018】CPU31、32は、パラレル入出装置3
3により接続されている。また、CPU31、32は、
それぞれシステムバス34A、34Bに接続されてい
る。CPU31およびメモリ39は、システムバス34
Aに常時接続されており、CPU31はメモリ39に常
時アクセス可能である。CPU32およびメモリ44
は、システムバス34Bに常時接続されており、CPU
32はメモリ44に常時アクセス可能である。メモリバ
スセレクタ35、36、37、38は、システムバス3
4A、34Bの1つに選択的に接続される。メモリ4
0、41、42、43は、メモリバスセレクタ35、3
6、37、38にそれぞれメモリバスにより接続されて
いる。CPU32は、メモリバスセレクタ35、36、
37、38に通信バス45により接続されている。
【0019】CPU32は、メモリ40、41、42、
43をシステムバス34A、34Bに選択的に接続する
ための複数の選択信号を発生してメモリバスセレクタ3
5、36、37、38に与える。これらのメモリバスセ
レクタ35、36、37、38は、選択信号に応答して
メモリ40、41、42、43をシステムバス34A、
34Bに選択的に接続する。CPU31は、メモリ39
に常時アクセス可能であり、メモリ40、41、42、
43に選択的にアクセス可能である。CPU32は、メ
モリ44に常時アクセス可能であり、メモリ40、4
1、42、43に選択的にアクセス可能である。CPU
31、32は、並行してメモリのいずれかにアクセスし
てデータを読み出してデータの処理をし、かつ、処理し
たデータをメモリのいずれかにアクセスして書き込む。
【0020】CPU31は、画像入力装置46と画像出
力装置47にシステムバス34Aを介して接続されてい
る。CPU31は、画像入力装置46から入力されたデ
ータをメモリ39に蓄積する。また、CPU31は、メ
モリ39に蓄積されたデータを画像出力装置47へ出力
する。CPU31が画像入力装置46から入力された画
像データをメモリ39に蓄積した後にCPU32がメモ
リ39の画像データの画像処理を行う。CPU31を用
いても画像処理は行えるが、システムバス34Aの負荷
を軽減し処理を高速化するため、画像処理をCPU32
で行う。まず、CPU31は、CPU32に対しパラレ
ル入出装置33を介して、メモリ40がシステムバス3
4Aに接続されていることを確認するためコマンドを発
行し、CPU32からCPU31に対しステータス応答
により通信バス45の選択信号の選択論理を確認する。
【0021】メモリ39に蓄積された画像データをシス
テムバス34Aを介してメモリ40にCPU31の制御
によりデータ転送を行う。その後、CPU31は、CP
U32に対しパラレル入出装置33を介して、データを
転送終了したことを通知する。CPU32は、メモリ4
0、41をシステムバス34Bに接続するように選択信
号を出力してメモリバスセレクタ35、36に与える。
CPU32は、メモリ40の画像データをシステムバス
34Bを介して受け取って画像処理を行い、画像処理後
のデータをメモリ41に蓄積する。CPU32が画像処
理を行うのと同時に画像処理すべきデータをCPU31
はメモリ39からメモリ42へデータ転送を行う。CP
U32からCPU31に対しパラレル入出装置33を介
して画像処理終了ステータス信号を出力すると同時にC
PU32はメモリ40、41をシステムバス34Aに接
続されるようにメモリバスセレクタ35、36に選択信
号を与える。CPU31は、ステータス信号を受け取っ
た後に、メモリ41に蓄積された画像処理後のデータを
メモリ39に転送を行う。また、CPU31は、次の画
像処理すべきデータをメモリ40にメモリ39から転送
する。この時に、先に述べたメモリ42へのデータ転送
が完了し、CPU31からCPU32に対しパラレル入
出装置33を介して画像転送終了コマンドを発行してい
れば、メモリ42、43はシステムバス34Bに接続さ
れ、CPU32はメモリ42のデータを読み出して画像
処理を行いメモリ43に画像処理後のデータを蓄積す
る。このようにして、画像処理部分をCPU32が画像
データの入力出力制御をCPU31が制御を行って画像
データ処理を行う。なお、CPU32は、画像処理を行
う際にメモリ44を画像処理演算用メモリとして使用す
る。
【0022】次に、図3のデータ処理装置のデータ転送
およびメモリバスセレクタ35〜38の切り替えシーケ
ンスが図4に示されている。上述したように、画像処理
するデータをCPU32に接続されるシステムバス42
B側に切り替えて画像処理を行う。このシーケンス通り
にCPU31とCPU32を制御することにより、CP
U31、32がバス待ちをすることなく並行してメモリ
にアクセスしてデータを読み出して処理し、処理後のデ
ータをメモリに書き込むことができる。
【0023】次に、図3のデータ処理装置の画像データ
の流れを図5に基づいて説明する。画像処理を行う際に
は、CPU31からCPU32に対し画像処理要求コマ
ンド51を発行する。CPU32は、CPU31に対し
て応答ステータス52を返す。CPU31は、メモリ3
9の画像データをメモリ40に転送する。メモリ39の
画像データのメモリ40への転送が完了すると、CPU
31はCPU32に対しメモリ40への書き込み完了通
知54を発行する。CPU32は、CPU31に対し応
答ステータス55を返すと同時にメモリ40、41をシ
ステムバス34Bに接続する。CPU32は、メモリ4
0のデータを読み出してデータ対し画像処理演算を行
い、画像処理後のデータをメモリ41に書き込む。CP
U32が画像処理を行っている間に、CPU31はメモ
リ42に次の画像処理を行うデータをメモリ39から転
送する。CPU32が画像データの処理を終了すると、
画像処理完了通知58をCPU31に通知するのと同時
にメモリ40、41をシステムバス34Aに接続する。
CPU31は、画像処理後のデータをメモリ41からメ
モリ39に転送する。CPU32がメモリ42へのデー
タ転送を完了すると、CPU323に対しメモリ42へ
の書き込み完了通知60を発行する。CPU32は、書
き込み完了通知60に対する応答ステータス61を返す
と同時にメモリ42、43をシステムバス34Bに接続
し、メモリ42のデータの画像処理を行い、メモリ43
に画像処理後のデータを書き込む。
【0024】次に、メモリバスセレクタ35を図6に基
づいて説明する。メモリバスセレクタ35は、選択信号
76を受けるアドレスセレクタ77とデータセレクタ7
8とRD信号セレクタ79とWR信号セレクタ80とC
S(チップセレクト)信号セレクタ81とを有してい
る。アドレスセレクタ77は、システムバス34Aのア
ドレスバス71Aとシステムバス34Bのアドレスバス
71Bに選択的に接続される。また、アドレスセレクタ
77は、アドレスバス71Mに接続されている。データ
セレクタ78は、システムバス34Aのデータバス72
Aおよびシステムバス34Bのデータバス72Bに選択
的に接続される。また、データセレクタ78は、データ
バス72Mに接続されている。RD信号セレクタ79
は、システムバス34AのRD信号バス73Aとシステ
ムバス34BのRD信号バス73Bに選択的に接続され
る。また、RD信号セレクタ79はRD信号バス73M
に接続されている。WR信号セレクタ80は、システム
バス34AのWR信号バス74Aおよびシステムバス3
4BのWR信号バス74Bに選択的に接続される。ま
た、WR信号セレクタ80は、WR信号バス74Mに接
続されている。CS信号セレクタ81は、システムバス
34AのCS信号75Aおよびシステムバス34BのC
S信号バス75Bに選択的に接続される。また、CS信
号セレクタ81は、CS信号バス75Mに接続されてい
る。アドレスバス71Mとデータバス72MとRD信号
バス73MとWR信号バス74MおよびCS信号バス7
5Mは、メモリに接続されている。
【0025】アドレスセレクタ77は、選択信号76に
応答してシステムバス34Aのアドレスおよびシステム
バス34Bのアドレスの1つを選択する。データセレク
タ78は、選択信号76に応答してシステムバス34A
のデータおよびシステムバス34Bのデータの1つを選
択する。RD信号セレクタ79は、選択信号76に応答
してシステムバス34AのRD信号およびシステムバス
34BのRD信号の1つをを選択する。WR信号セレク
タ80は、選択信号76に応答してシステムバス34A
のWR信号およびシステムバス34BのWR信号の1つ
を選択する。CS信号セレクタ81は、選択信号76に
応答してシステムバス34AのCS信号およびシステム
バス34BのCS信号の1つを選択する。
【0026】メモリへ出力するアドレスバス71Mは、
アドレスセレクタ77により選択されたアドレスを出力
する。データバス72Mは、データセレクタ78により
選択されたデータを出力する。RD信号バス73Mは、
RD信号セレクタ79により選択されたRD信号を出力
する。WR信号74Mは、WR信号セレクタ80により
選択されたWR信号を出力する。CS信号75Mは、C
S信号セレクタ81により選択されたCS信号を出力す
る。他のメモリバスセレクタ36〜38も、メモリバス
セレクタ35と同じである。
【0027】上記実施形態においては、複数のCPUと
メモリ制御回路のCPUとの間でCPU間の通信を行
い、データ処理フローに従ってメモリバスセレクタの切
り替えを行う。また、上記実施形態においては、メモリ
バスセレクタ内のCPUには、システムバスがどのメモ
リに接続されているのかの情報の管理と、メモリ内のデ
ータ処理状態の情報を管理しているため、CPU間の通
信によりメモリ内のデータ処理状態を確認して、次のデ
ータ処理を行う。
【0028】なお、本発明の上記実施形態において、制
御回路を複数のCPUの中に機能として入れ込んでもよ
い。また、本発明の上記実施形態において、CPU間の
通信にパラレル入出力装置を用いているが、CPU間の
通信にシリアルインタフェースおよびデュアルポートR
AMを用いてもよい。
【0029】
【発明の効果】本発明は、複数のCPUが並行して複数
のメモリにアクセスしてデータの処理をすることができ
るから、不要なバス待ちを無くしてデータの処理の速度
を向上させることができる。
【0030】また、本発明は、複数のCPUがメモリ内
のデータの処理状態を確認しながらデータの処理を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態としてのデータ処理装
置を示すブロック図である。
【図2】図1のデータ処理装置の制御回路を示すブロッ
ク図である。
【図3】本発明の第2の実施形態としてのデータ処理装
置を示すブロック図である。
【図4】図3のデータ処理装置のメモリバスセレクタの
動作および画像データの流れの例を説明するための図で
ある。
【図5】図3のデータ処理装置の動作およびデータの流
れの例を説明するためのシーケンス図である。
【図6】図3のデータ処理装置のメモリバスセレクタを
示すブロック図である。
【符号の説明】
1、2、3、21、31、32 CPU 4、5、6、7、8、9、35、36、37、38 メ
モリバスセレクタ 10、11、12、13、14、15、39、40、4
1、42、43、44 メモリ 16、30 制御回路 17A、17B、17C、25、34A、34B シス
テムバス 18、45 通信バス 19、26 通信バス 22、23、24、33 パラレル入出力装置 46 画像入力装置 47 画像出力装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御回路と、この制御回路にパラレル入
    出力装置により接続されている複数のCPUと、 前記制御回路および前記CPUがそれぞれ接続されてる
    複数のシステムバスと、 複数のメモリと、これらのメモリを前記システムバスに
    選択的に接続可能である複数のメモリバスセレクタとを
    有するデータ処理装置において、 前記制御回路は前記メモリを前記システムバスに選択的
    に接続するための複数の選択信号を発生して前記メモリ
    バスセレクタに与え、これらのメモリバスセレクタは前
    記選択信号に応答して前記メモリを前記システムバスに
    選択的に接続し、 前記CPUは並行して前記メモリにアクセスしてデータ
    の処理をすることを特徴とするデータ処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のデータ処理装置におい
    て、 前記制御回路と前記CPUは、シリアルインタフェース
    またはデュアルポートRAMにより接続されていること
    を特徴とするデータ処理装置。
  3. 【請求項3】 1つのCPUを有する制御回路と、この
    制御回路の前記CPUにパラレル入出力装置により接続
    されている少なくとも1つのCPUと、 前記CPUがそれぞれ接続されてる複数のシステムバス
    と、 複数のメモリと、これらのメモリを前記システムバスに
    選択的に接続可能である複数のメモリバスセレクタとを
    有するデータ処理装置において、 前記制御回路は前記メモリを前記システムバスに選択的
    に接続するための複数の選択信号を発生して前記メモリ
    バスセレクタに与え、これらのメモリバスセレクタは前
    記選択信号に応答して前記メモリを前記システムバスに
    選択的に接続し、 前記CPUは並行して前記メモリにアクセスしてデータ
    の処理をすることを特徴とするデータ処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載のデータ処理装置におい
    て、 前記CPUは、シリアルインタフェースまたはデュアル
    ポートRAMにより接続されていることを特徴とするデ
    ータ処理装置。
  5. 【請求項5】 制御回路と、この制御回路にパラレル入
    出力装置により接続されている複数のCPUと、 前記制御回路および前記CPUがそれぞれ接続されてる
    複数のシステムバスと、 複数のメモリと、これらのメモリを前記システムバスに
    選択的に接続可能である複数のメモリバスセレクタとを
    有するデータ処理装置のデータ処理方法において、 前記制御回路が前記メモリを前記システムバスに選択的
    に接続するための複数の選択信号を発生して前記メモリ
    バスセレクタに与えるステップと、 前記メモリバスセレクタが前記選択信号に応答して前記
    メモリを前記システムバスに選択的に接続するステップ
    と、 前記CPUが並行して前記メモリにアクセスしてデータ
    の処理をするステップとを有することを特徴とするデー
    タ処理方法。
  6. 【請求項6】 1つのCPUを有する制御回路と、この
    制御回路の前記CPUにパラレル入出力装置により接続
    されている少なくとも1つのCPUと、 前記CPUがそれぞれ接続されてる複数のシステムバス
    と、 複数のメモリと、これらのメモリを前記システムバスに
    選択的に接続可能である複数のメモリバスセレクタとを
    有するデータ処理装置のデータ処理方法において、 前記制御回路が前記メモリを前記システムバスに選択的
    に接続するための複数の選択信号を発生して前記メモリ
    バスセレクタに与えるステップと、 前記メモリバスセレクタが前記選択信号に応答して前記
    メモリを前記システムバスに選択的に接続するステップ
    と、 前記CPUが並行して前記メモリにアクセスしてデータ
    の処理をするステップとを有することを特徴とするデー
    タ処理方法。
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