JP2002009799A - マスタデバイス、スレーブデバイス、およびマスタ・スレーブシステム - Google Patents
マスタデバイス、スレーブデバイス、およびマスタ・スレーブシステムInfo
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Abstract
デバイスとの高速アクセスを可能とするマスタデバイ
ス、複数のマスタデバイスとの高速アクセスを可能とす
るスレーブデバイス、および複数のマスタデバイスと複
数のスレーブデバイスと間での高速アクセスを可能とす
るマスタ・スレーブシステムを提供すること。 【解決手段】 N本(N≧3、N:自然数)の信号線に
よって構成される通信線を介して通信するマスタデバイ
スとスレーブデバイスであって、マスタデバイスは、通
信線の状態を監視してその状態を折り返し読みこむため
の手段を備え、通信線を使用しようとする旨の要求を通
信線に接続された他のマスタデバイスと間で相互に通知
し、スレーブデバイスは、マスタデバイスと通信するた
めの選択信号、タイミング信号および制御信号を生成す
るための手段を備え、生成手段により生成された選択信
号等を、N本の信号線のうち(N−1)本を用いてマス
タデバイスと通信する。
Description
サ、コンピュータなどの外部記憶装置などへのアクセス
方式に関し、特に、1つのマスタデバイスと複数のスレ
ーブデバイスとの間、複数のマスタデバイスと1つのス
レーブデバイスとの間、および複数のマスタデバイスと
複数のスレーブデバイスとの間で選択的に行なわれる通
信制御に関する。
どをアクセスする方法として、マスタデバイスとスレー
ブデバイスとの間で双方向にデータ信号をシリアル伝送
するデータ信号線と、マスタデバイスからスレーブデバ
イスに対してアクセスを制御するためのタイミング信号
を伝送するクロック信号線と、マスタデバイスからスレ
ーブデバイスに対して選択信号を伝送する選択信号線と
の3本の信号線を介して伝送制御するシリアルバス方法
が存在した。これを従来例1とする。
明するための図である。図6において、マスタデバイス
64とスレーブデバイス65は、データ信号線61とク
ロック信号線62と選択信号線63との3本の信号線に
より構成される通信線(シリアルバス)60を介して接
続している。
の読み出しを行う場合は、マスタデバイス64がスレー
ブデバイス65へアドレス情報を伝送すると、アドレス
情報を受信したスレーブデバイス65が指定されたアド
レスからデータを読み出し、アドレス情報を受信してか
ら固定時間(例えば8クロック)後に読み出したデータ
をマスタデバイス64に送信する。
スタデバイス64がスレーブデバイス65へアドレス情
報とデータ情報とを伝送すると、これらを受信したスレ
ーブデバイス65が受信したアドレス情報により指定さ
れたアドレスに受信したデータを書き込む。
ような構成は、1つのマスタデバイスと1つのスレーブ
デバイスとでデータ通信を行うことが前提であったた
め、例えば、1つのマスタデバイスと複数のスレーブデ
バイスとでデータ通信を行う場合は、通信線を構成する
選択信号線の数をスレーブデバイスの数と同数に増やさ
なければならないという問題があった。
レーブデバイスとが通信線により接続された場合の従来
例を示す図である。図7において、1つのマスタデバイ
ス75と2つのスレーブデバイス76、77は、データ
信号線71とクロック信号線72と第1の選択信号線7
3と第2の選択信号線74との4本の信号線により構成
される通信線70を介して接続している。
75とスレーブデバイス76とがデータ通信を行う場合
は、通信線70を構成する信号線のうち、データ信号線
71とクロック信号線72と第1の選択信号線73との
3本の信号線によりデータ通信が行われ、マスタデバイ
ス75とスレーブデバイス77とがデータ通信を行う場
合は、通信線70を構成する信号線のうち、データ信号
線71とクロック信号線72と第2の選択信号線74と
の3本の信号線によりデータ通信が行われる。
スレーブデバイスとが接続される場合は、データ信号線
とクロック信号線が1本ずつと、2本の選択信号線との
4本の信号線により構成される通信線が必要になる。
ーブデバイスとでデータ通信を行う場合も同様の問題が
あった。これを解決するために、別の従来例として2線
式の方法がある。これを従来例2とする。
で双方向にスレーブアドレスを含めたデータ信号をシリ
アル伝送するデータ信号線と、マスタデバイスからスレ
ーブデバイスに対してアクセスを制御するためのタイミ
ング信号を伝送するクロック信号線との2本の信号線を
介して、伝送制御するシリアルバス方法が存在した。
持しており、データ信号線のスレーブアドレスが一致し
た時に選択される様にする事により、複数のスレーブに
アクセスできる事を可能としている。また、信号線をW
IRED−ORとし、同時に複数のマスタがシリアルバ
スにアクセスした場合には、データ信号線を先にLOW
にしたマスタがバスを取得する事で、複数のマスタ間の
調停を可能としている。
する信号の立ち上がりおよび立ち下がりスピードがある
値以上必要なため、バスの容量がある値以下にする必要
があるため、原理的に、従来例1と比較してその最高伝
送速度は1/10程度となっている。また、スレーブお
よびマスタの数が増加すると、その入出力容量が増加す
るため、更に信号伝送速度に制約がでるという問題点が
あるため、マスタおよびスレーブの数を制限する必要が
あった。
例1と比較して、その処理が複雑となり、マスタ側での
処理が複雑となる問題点も存在する。また、市販のシリ
アルメモリーの主流は従来例1の方法であり、入手性・
コスト等を勘案すると不利という問題点があった。
に、高速に複数のスレーブデバイスとのアクセスを可能
とするマスタデバイス、高速に複数のマスタデバイスと
のアクセスを可能とするスレーブデバイス、および高速
に複数のマスタデバイスと複数のスレーブデバイスとの
間のアクセスを可能とするマスタ・スレーブシステムを
提供することである。
決するため、下記のような構成を採用した。すなわち、
本発明の一態様によれば、本発明のマスタデバイスは、
N本(N≧3、N:自然数)の信号線によって構成され
る通信線に接続されたスレーブデバイスと通信するマス
タデバイスであって、上記通信線の状態を監視して上記
状態を折り返して読み込むための折り返し読込み手段を
備え、上記通信線を使用しようとする旨の要求を上記通
信線に接続された他のマスタデバイスと間で相互に通知
することを特徴とする。
マスタデバイスは、N本(N≧3、N:自然数)の信号
線によって構成される通信線に接続されたスレーブデバ
イスと通信するマスタデバイスであって、上記通信線の
状態を監視して上記状態を折り返して読み込むための折
り返し読込み手段を備え、(N−1)本の信号線に送出
する信号を、通信するスレーブ毎に入れ替えることを特
徴とする。
を監視して上記状態を折り返し読むことにより、上記マ
スタデバイスおよび上記他のマスタデバイスとから上記
通信線を使用する旨の要求が2つ(複数)あることを互
いに通知するので、2つ(複数)のマスターデバイスが
1つのスレーブデバイスと通信することが可能となる。
スレーブデバイスは、N本(N≧3、N:自然数)の信
号線によって構成される通信線に接続されたマスタデバ
イスと通信するスレーブデバイスであって、データを記
憶するためのシリアルメモリを備え、シリアルメモリの
選択信号・タイミング信号およびデータ信号、あるいは
タイミング信号およびデータ信号を、上記マスタデバイ
スからの制御信号をもとに生成するための制御信号生成
手段を備えたことを特徴とする。
成する手段は各スレーブデバイス毎に通信線の異なる条
件により、アクセスに必要な選択信号、タイミング信号
などを生成するので、通信線に接続された1つのマスタ
デバイスと2つ(複数)のスレーブデバイスとが通信す
ることが可能となる。
マスタ・スレーブシステムは、N本(N≧3、N:自然
数)の信号線によって構成される通信線に接続された
(N−1)個以下のマスタデバイスと(N−1)!個以
下のスレーブデバイスとを備えるマスタ・スレーブシス
テムであって、N本の通信線のうち、(N−1)本の通
信線をスレーブデバイス毎に接続を入れ替えることを特
徴とする。
マスタ・スレーブシステムは、N本(N≧3、N:自然
数)の信号線によって構成される通信線に接続された
(N−1)個以下のマスタデバイスと(N−1)!個以
下のスレーブデバイスとを備えるマスタ・スレーブシス
テムであって、シリアルメモリと通信するためのビット
パターンの前後に、一定のビットパターンを追加したビ
ットパターンをマスタデバイスからN本の通信線に送出
することを特徴とする。
は、通信線を使用しようとする旨の要求を通信線に接続
された他のマスタデバイスとの間で相互に通知すること
が望ましい。
ブシステムは、スレーブデバイスが上述のスレーブデバ
イスであることが望ましい。また、好適には、本発明の
スレーブデバイスまたはマスタ・スレーブシステムは、
上記制御信号生成手段がフリップフロップであることが
望ましい。
ブシステムは、マスタデバイスが上述のマスタデバイス
であることが望ましい。また、好適には、本発明のマス
タデバイス、スレーブデバイス、若しくはマスタ・スレ
ーブシステムは、上記N本の信号線が、1本のデータ信
号線と(N−1)本の制御信号線であることが望まし
い。
面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の全
体構成を示す図である。
1、22と2つのスレーブデバイス31、32は、デー
タ信号線11と第1の制御信号線12と第2の制御信号
線13との3本の信号線により構成される通信線10を
介して接続している。
の状態を監視して上記状態を折り返し読みこむための折
返し読込み手段を有し、通信線10を使用しようとする
旨の要求をマスタデバイス21、21間で相互に通知す
る。
御信号を生成するための制御信号生成手段を有し、アク
セスに必要な選択信号、タイミング信号などを生成す
る。図1中の第1の制御信号線12と第2の制御信号線
13との接続が、スレーブデバイス31とスレーブデバ
イス32とで入れ替わっている。
スの回路構成例を示す図である。図2において、マスタ
デバイスは、データ信号線11に接続しているポートP
B0、PB1と第1の制御信号線12に接続しているポ
ートPB2、PB3と第2の制御信号線13に接続して
いるポートPB4、PB5との6つのポートを備えたI
/Oポート23と、MPU(マイクロプロセッサユニッ
ト)25と、データバス24とを備えている。
/Oポート23に接続され、I/Oポート23に対して
データをライトし、通信線10上のデータ信号線11、
第1の制御信号線12、および第2の制御信号線13を
有効にする。なお、図中のRESETnは、電源投入時
などにバスに対して信号が誤出力されるのを防ぐための
ものである。
イスの回路構成例を示す図である。図3において、スレ
ーブデバイスは、データ信号線11に接続しているデー
タ出力端子(DO)、データ入力端子(DI)と、第1
の制御信号線12および第2の制御信号線13に接続し
ているクロック入力端子(SK)、セレクト入力端子
(CS)とを備えたシリアルメモリ34と、フリップフ
ロップ33とを備えている。
スからのアクセスにより、シリアルメモリ34への入出
力信号が制御される。また、別のスレーブデバイスは、
図3に示したスレーブデバイスと同様に、データ信号線
11に接続しているデータ出力端子(DO)、データ入
力端子(DI)と、第1の制御信号線12および第2の
制御信号線13に接続しているクロック入力端子(S
K)、セレクト入力端子(CS)とを備えたシリアルメ
モリ34と、フリップフロップ33とを備えているが、
図3中の第1の制御信号線12と第2の制御信号線13
との位置が通信線10上で入れ替わっている。
と上記別のスレーブデバイスとにおいては、通信線10
を介して接続されたマスタデバイスで第1の制御信号線
12と第2の制御信号線13のドライブ条件を入れ替え
ることで、図3に示したスレーブデバイスのアクセスと
上記別のスレーブデバイスのアクセスとを選択すること
ができる。
存在する制御信号生成部により、バス上の容量がシリア
ルメモリには影響せず、制御信号生成部の回路容量だけ
が影響するため、スレーブおよびマスタの数による通信
線の容量の増加により伝送速度の影響は受けない。
などにバスに対して信号が誤出力されるのを防ぐための
ものである。図4は、図1に示した2つのスレーブデバ
イス31、32へのアクセスのタイミングを説明するた
めのタイミングチャートである。
スタデバイス21)がスレーブデバイス31を選択する
場合、時刻t1において、I/Oポート23のポートP
B3に“1" をセットすることで、第2の制御信号線1
3がオンされる。
3のポートPB5に“1" をセットすることで、第1の
制御信号線12がオンされる。そして、時刻t3におい
て、I/Oポート23のポートPB5に“0" をセット
することで第1の制御信号線12をオフされると、選択
するスレーブデバイス31内のシリアルメモリ34のセ
レクト入力端子(CS)がオンとなる。
“1" 、“0" を書込むことでシリアルメモリ34のク
ロック入力が与えられ、これと同時に必要なデータをI
/Oポート23のポートPB0/PB1からリード/ラ
イトすることで、マスタデバイス21内のMPU25
は、スレーブデバイス31、32内のシリアルメモリ3
4をアクセスすることが可能となる。
イス32を選択する場合、時刻t1において、I/Oポ
ート23のポートPB5に“1" をセットすることで、
第1の制御信号線12がオンされる。
3のポートPB3に“1" をセットすることで、第2の
制御信号線13がオンされる。そして、時刻t3におい
て、I/Oポート23のポートPB3に“0" をセット
することで第2の制御信号線13をオフされると、選択
するスレーブデバイス32内のシリアルメモリ34のセ
レクト入力端子(CS)がオンとなる。
“1" 、“0" を書込むことでシリアルメモリ34のク
ロック入力が与えられ、これと同時に必要なデータをI
/Oポート23のポートPB0/PB1からリード/ラ
イトすることで、マスタデバイス21内のMPU25
は、スレーブデバイス31、32内のシリアルメモリ3
4をアクセスすることが可能となる。
は、従来の標準的な3線式のビットパターンの一部を表
している。マスタデバイスは、上記ビットパターンの前
にt1〜t3の間、一定のビットパターンを追加したビ
ットパターンを送出している。
成部において、t1〜t3の間の一定のビットパターン
を除去し、従来の標準的な3線式のビットパターンに変
換している。
ターンの後に続くビットパターンは、如何なるビットパ
ターンでも問題なく伝送でき、スレーブデバイスのシリ
アルメモリは如何なるプロトコルであっても、本方式に
より通信可能である。
り、従来のシリアルメモリの接続可能なスレーブ数の増
加が可能となる。以上の説明では、スレーブデバイスの
数が2つであるが、制御信号線の数Nを増やし、各スレ
ーブデバイスにおけるシリアルメモリ34のセレクト入
力端子(CS)の選択条件を変える事で、スレーブデバ
イスの数をN!まで増やす事も可能である。
メモリ34を、従来例2の2線式のものに変更する事に
より2線式で可能なスレーブ数Mを、信号線の要領の影
響を受けずにM*N!個とする事も可能である。
イス21、22がアクセスする場合の調停動作を説明す
るためのタイミングチャートである。マスタデバイス2
1、22内のMPU25は、I/Oポート23経由で通
信線10の状態を監視して上記状態を読み込むことがで
きる。
本的には第1の制御信号線12、第2の制御信号線13
がアクティブでなければ、通信線10が他のマスタデバ
イスに使用されていないため、通信線10を使用でき
る。しかし同時に第1の制御信号線12、第2の制御信
号線13がアクティブでないと判断した場合、同時にア
クセスを実施してしまい衝突が発生するためこれを回避
するための調停が必要となる。
アクセス要求が生じた場合の調停手順を説明する。マス
タデバイス21は、アクセス要求が生じた場合、第1の
制御信号線12を駆動し、マスタデバイス22は、アク
セス要求が生じた場合、第2の制御信号線13を駆動
し、それぞれ要求があることを相手マスタデバイス2
1、22に通知するものとする。また、マスタデバイス
21の方がマスタデバイス22よりも優先権が高いもの
とする。
じると、時刻t11において、第1の制御信号線12、
第2の制御信号線13をチェックし、どちらも非アクテ
ィブであるため通信線10が使用されていないものと判
断し、時刻t12において、直ちに第1の制御信号線1
2をアクティブとする。
求が生じ第1の制御信号線12、第2の制御信号線13
をチェックし、そのタイミングが時刻t21(時刻t1
1と時刻t12との間)であるすると、この場合もどち
らも非アクティブであるため通信線10が使用されてい
ないものと判断し、時刻t22において、直ちに第2の
制御信号線13をアクティブとする。
確認のため第1の制御信号線12をアクティブとしてか
ら一定時間(T)経過後の時刻t13において、再度、
第1の制御信号線12のチェックを行なう。
権要求確認のため第2の制御信号線13をアクティブと
してから一定時間(T)経過後の時刻t23において、
再度、第2の制御信号線13のチェックを行なう。
御信号線13ともにアクティブであることから、マスタ
デバイス21および22は、互いに他のマスタデバイス
であるマスタデバイス22および21からもアクセス要
求があることが判る。
先権がマスタデバイス21よりも低いため、時刻t24
において、自分のアクセス要求を放棄し、第2の制御信
号線13の駆動を停止する。
権がマスタデバイス22よりも高いため通信線10の使
用権を獲得することができ、時刻t14において、マス
タデバイス22が第2の制御信号線13の駆動を停止す
るのを確認後、通信線10を使用してスレーブデバイス
へのアクセスを行なう。
第2の制御信号線13の状態を監視して上記状態をリー
ドし非アクティブであることを確認し第1の制御信号線
12または第2の制御信号線13を出力するまでの時間
を補償するもので、時刻t11から時刻t12までの時
間、時刻t21から時刻t22までの時間よりも大きい
(長い)時間とする。
が、本発明は、1つのマスタデバイスと2つのスレーブ
デバイスとの通信制御に関わらず、1つのマスタデバイ
スと複数のスレーブデバイスとの通信制御に適用するこ
とができる。
1つのスレーブデバイスとの通信制御にも適用すること
ができる。また、本発明は、複数のマスタデバイスと複
数のスレーブデバイスとの通信制御にも適用することが
できる。
について説明したが、これに限らず信号線はN本(N≧
3、N:自然数)であってもよい。また、本発明は上述
の実施の形態の構成に限らず次の構成にしてもよい。
接続された(N−1)個以下のマスタデバイスと、(N
−1)!個以下のスレーブデバイスとを備えたマスタ・
スレーブシステムとする。
をスレーブデバイス毎に接続を入れ替える。制御信号生
成手段はフリップフロップで構成する。
(N−1)本の制御信号線からなる。すなわち、本発明
は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成また
は形状を取ることが出来る。
信号線の本数を増やさずに、複数のスレーブデバイスと
の高速アクセスを可能とするマスタデバイス、複数のマ
スタデバイスとの高速アクセスを可能とするスレーブデ
バイス、および複数のマスタデバイスと複数のスレーブ
デバイスと間での高速アクセスを可能とするマスタ・ス
レーブシステムを提供することが可能となる。
さずに、従来のマスタおよびスレーブアクセス可能数の
増加が可能である。
例を示す図である。
成例を示す図である。
2へのアクセスのタイミングを説明するためのタイミン
グチャートである。
2がアクセスする場合の調停動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
ある。
スとが通信線により接続された場合の従来例を示す図で
ある。
Claims (10)
- 【請求項1】 N本(N≧3、N:自然数)の信号線に
よって構成される通信線に接続されたスレーブデバイス
と通信するマスタデバイスにおいて、 前記通信線の状態を監視して前記状態を折り返して読み
込むための折り返し読込み手段を備え、 前記通信線を使用しようとする旨の要求を上記通信線に
接続された他のマスタデバイスと間で相互に通知するこ
とを特徴とするマスタデバイス。 - 【請求項2】 N本(N≧3、N:自然数)の信号線に
よって構成される通信線に接続されたスレーブデバイス
と通信するマスタデバイスにおいて、 前記通信線の状態を監視して前記状態を折り返して読み
込むための折り返し読込み手段を備え、 (N−1)本の信号線に送出する信号を、通信するスレ
ーブ毎に入れ替えることを特徴とするマスタデバイス。 - 【請求項3】 通信線を使用しようとする旨の要求を通
信線に接続された他のマスタデバイスとの間で相互に通
知することを特徴とする請求項2に記載のマスタデバイ
ス。 - 【請求項4】 N本(N≧3、N:自然数)の信号線に
よって構成される通信線に接続されたマスタデバイスと
通信するスレーブデバイスにおいて、 データを記憶するためのシリアルメモリを備え、 シリアルメモリの選択信号・タイミング信号およびデー
タ信号、あるいはタイミング信号およびデータ信号を、
前記マスタデバイスからの制御信号をもとに生成するた
めの制御信号生成手段を備えたことを特徴とするスレー
ブデバイス。 - 【請求項5】 N本(N≧3、N:自然数)の信号線に
よって構成される通信線に接続された(N−1)個以下
のマスタデバイスと(N−1)!個以下のスレーブデバ
イスとを備えるマスタ・スレーブシステムにおいて、 N本の通信線のうち、(N−1)本の通信線をスレーブ
デバイス毎に接続を入れ替えることを特徴とするマスタ
・スレーブシステム。 - 【請求項6】 N本(N≧3、N:自然数)の信号線に
よって構成される通信線に接続された(N−1)個以下
のマスタデバイスと(N−1)!個以下のスレーブデバ
イスとを備えるマスタ・スレーブシステムにおいて、 シリアルメモリと通信するためのビットパターンの前後
に、一定のビットパターンを追加したビットパターンを
マスタデバイスからN本の通信線に送出することを特徴
とするマスタ・スレーブシステム。 - 【請求項7】 N本(N≧3、N:自然数)の信号線に
よって構成される通信線に接続された(N−1)個以下
のマスタデバイスと(N−1)!個以下のスレーブデバ
イスとを備えるマスタ・スレーブシステムにおいて、 前記スレーブデバイスは、請求項4に記載のスレーブデ
バイスであることを特徴とするマスタ・スレーブシステ
ム。 - 【請求項8】 前記制御信号生成手段は、フリップフロ
ップであることを特徴とする請求項4または7に記載の
スレーブデバイスまたはマスタ・スレーブシステム。 - 【請求項9】 N本(N≧3、N:自然数)の信号線に
よって構成される通信線に接続された(N−1)個以下
のマスタデバイスと(N−1)!個以下のスレーブデバ
イスとを備えるマスタ・スレーブシステムにおいて、 前記マスタデバイスは、請求項1乃至3の何れか1項に
記載のマスタデバイスであることを特徴とするマスタ・
スレーブシステム。 - 【請求項10】 前記N本の信号線は、1本のデータ信
号線と(N−1)本の制御信号線であることを特徴とす
る請求項1乃至9の何れか1項に記載のマスタデバイ
ス、スレーブデバイス、若しくはマスタ・スレーブシス
テム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000188896A JP3889205B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | マスタ・スレーブシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000188896A JP3889205B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | マスタ・スレーブシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002009799A true JP2002009799A (ja) | 2002-01-11 |
JP3889205B2 JP3889205B2 (ja) | 2007-03-07 |
Family
ID=18688605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000188896A Expired - Lifetime JP3889205B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | マスタ・スレーブシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3889205B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005301423A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Canon Inc | シリアルデータ転送方法、電子機器、及び記録装置 |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000188896A patent/JP3889205B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005301423A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Canon Inc | シリアルデータ転送方法、電子機器、及び記録装置 |
JP4565613B2 (ja) * | 2004-04-07 | 2010-10-20 | キヤノン株式会社 | シリアルデータ転送方法、電子機器、及び記録装置 |
Also Published As
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---|---|
JP3889205B2 (ja) | 2007-03-07 |
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