JP3302896B2 - 誤り訂正回路及びこれを用いたディスク再生装置及びcd−romドライブ - Google Patents
誤り訂正回路及びこれを用いたディスク再生装置及びcd−romドライブInfo
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Description
伝送に関するもので、とくに伝送データに対してリアル
タイムに訂正符号生成/誤り訂正を行う訂正回路、ディ
スク再生装置、CD−ROM及びデータ転送システムに
関するものである。
実度の高い記録再生を行うために、オーディオ信号をP
CM(Pulse Code Modulation)技術によりデジタル化信
号に変換して、例えば、ディスクや磁気テープなどの記
録媒体に記録し、これを再生するデジタル記録再生シス
テムが知られている。この様ないわゆるディスク再生装
置は、半導体レーザや光電変換素子などを内蔵した光学
式ピックアップ素子をディスクの内周側から外周側に向
けてリニアトラッキングに移動させるとともに、ディス
クを線速度一定(CLV:Constant Linear Velocity)
に回転させることによってディスクに記録されたデータ
の読み取りを行う。ディスク再生装置としてCDは良く
知られているが、CD−ROMドライブもその代表例の
1つである。このCD−ROMは、ディスクに混在する
オーディオ信号と、画像情報やキャラクタ・コードなど
のROMデータとを再生する装置である。オーディオ信
号を再生する際には音として出力するために通常再生速
度で再生し、これを1倍速とする。これに反し、ROM
データは、出来るだけ速くデータを読み取るために、例
えば、2倍速あるいはそれ以上のn倍速のように、高速
で再生が行われる。
誤り訂正に使用される訂正符号としては、CD(コンパ
クトディスク)、CD−ROM(コンパクトディスクに
デジタル情報を記録した読み出し専用媒体)やDAT
(デジタルオーディオテープ)などに用いられる二重リ
ードソロモン符号が知られている。1例を挙げると、C
D−ROMは、CDプレーヤから出力されたデータをC
D−ROMデコーダの訂正用メモリに蓄え、このメモリ
に蓄えられた誤り訂正を行う1ブロック(CD−ROM
では、1セクタと呼ぶ2352バイトデータ)に対して
誤り訂正処理を施す。誤り訂正処理後、必要に応じてセ
クタ中の全データもしくは必要な部分データをメモリか
ら読み出していた。図8は、上記従来のCD−ROMの
システムブロック図である。CDプレーヤ13から出力
されたデータDATAは、CD−ROMデコーダ8の訂
正用メモリ14に入力され()、シンドローム演算に
基づいて誤り訂正回路15で誤り訂正が行われる
()。誤り訂正されたデータは、訂正用メモリ14に
書き込まれ()、その後バッファメモリ9へ転送され
る()。データはその後ホストコンピュータ10へ出
力される。図9は、システムブロック図を詳細に説明し
たものである。従来技術では、訂正用メモリと転送用メ
モリとを併用した単一メモリ利用システムも知られてい
る。訂正用メモリ14への書き込み及び誤り訂正は、シ
ステムコントローラー7に制御されて行われる。
動作を説明する。図9は、図8のシステムを詳細に示し
たブロック図、図10は、転送用メモリと訂正用メモリ
の動作を示すタイミング図である。8倍速1.4Mバイ
ト/secでCDプレーヤからデータDATAが訂正用
メモリ(RAM)14に入力される。CD−ROMの場
合は1セクタ=2352バイト(>2k(2048バイ
ト))である。訂正用メモリ14は、2〜4セクタ(約
4〜8kバイト)を有する。各セクタは、CDプレーヤ
からの入力データをセクタ順に書き込み・誤り訂正を行
う。図10に示すように、訂正用メモリとして、例え
ば、2セクタ分のメモリを準備する。訂正用メモリ14
は、入力データDATAを書き込み・訂正・転送処理を
ページごとに行う。ページ(0)では、セクタ(m−
2)の誤り訂正を行い、このセクタのデータ転送を行
う。次に、セクタ(m)の書き込み(データライト)及
び誤り訂正を行い、データ転送を行う。ページ(1)で
は、セクタ(m−1)の書き込み及び誤り訂正を行い、
このセクタのデータ転送を行う。次に、セクタ(m+
1)の書き込みを行う。転送用メモリ9は、訂正用メモ
リ14からのデータを順次受信(転送)し、ホストへ送
信(転送)するバッファとして機能する。
それぞれページ(n−1)、(n)、(n+1)で受け
入れる。図10に示すように従来技術において、訂正用
メモリで誤り訂正終了後にデータを転送用メモリに移す
システムでは、データ移動時間の分だけ誤り訂正処理に
かける時間が短くなる。このシステムにおいて訂正用メ
モリに必要とされるアクセス能力(バンド幅)は、少な
くともデータライトバンド幅+シンドロームバンド幅+
訂正ライトバンド幅+メモリ間転送バンド幅より大き
い。また、転送メモリのバンド幅は、メモリ間転送バン
ド幅(=データライトバンド幅)+訂正後のデータリー
ドバンド幅より大きい。従来技術の単一メモリ利用シス
テムのバッファメモリのバンド幅は、データライトバン
ド幅+シンドローム演算バンド幅+訂正ライトバンド幅
+訂正後のデータリードバンド幅より大きい。
CD−ROM応用においては、転送される元データ20
48バイトに対して、Pパリティと呼ばれる172バイ
トと、Qパリティと呼ばれる104バイトを加え、さら
に同期パターンやアドレス情報などを含めた2352バ
イトと定義している。CD−ROMの誤り訂正では、ま
ずデータと冗長データ(パリティ)からシンドロームを
演算し、シンドロームから誤りの検出を行い、誤り位置
と誤りパターンとを演算する。シンドロームの演算をす
るためには、訂正用メモリへのアクセスが必要となる
が、1回の訂正においてシンドロームの演算にはQ系列
に対してはデータ(2236バイト:元データとPパリ
ティデータ及び他データ)とQ系列のパリティ(104
バイト)の2340バイトの読み出し、P系列に対して
はデータ(2064バイト:元データとその他のデー
タ)とP系列のパリティ(172バイト)の2236バ
イトの読み出しが必要なため合計4576回の訂正用メ
モリへのアクセスが発生する。誤りを訂正する場合に
は、さらに誤ったデータの読み出しと正しいデータの書
き込みのためのアクセスが発生する。
ータ書き込みと、書き込み終了したセクタの訂正演算
と、訂正完了データのリードというメモリアクセスが同
時に要求される。この様なデータ伝送システムにおい
て、受信データの訂正用メモリへの書込み、誤り訂正動
作と訂正後データの読み出しを同時に行う場合、それぞ
れ処理をするセクタは異なるが互いに同じ訂正用メモリ
へのアクセスを行うために訂正用メモリのアクセス速度
の制限から処理速度に制限が加わる。誤り訂正を優先し
た場合には、訂正後データの読み出し速度が低下し、訂
正後データの読み出しを優先した場合には誤り訂正処理
時間が長くなる。上記2アクセスの同時実行によるパフ
ォーマンス低下を嫌い、メモリ手段を2組シリアルに接
続して、CDからのデータを訂正用メモリに格納し、誤
り訂正動作が終了した後にデータを訂正用メモリから転
送用メモリに書き込み、訂正データは任意のタイミング
で読み取り可能とする方法をとるシステムも前述のよう
に考えられるが、誤り訂正を終了したデータの転送用メ
モリへの転送と実読み出しが時間的に重なった場合に転
送能力に影響を与える。
しかない場合に、1セクタのデータ入力時間内に訂正と
訂正完了後の転送用メモリへの転送が完了しない場合そ
のセクタに関してデータが破壊されることになる。これ
は、入力データレートがある範囲で変わる場合にその最
高速度でのメモリアクセス速度や訂正時間を保証する必
要があり、また、訂正を複数回繰り返せば訂正できるよ
うなデータ誤りの場合にも対応できないという欠点があ
る。高信頼性データの高速度処理を行うコンピュータシ
ステム用データを扱うCDーROMなどのデータシステ
ムにおいては、誤り訂正によるデータの信頼性と訂正後
のデータリード(読み出し)速度が同時に満たされない
ということは大きな問題である。
訂正部とバッファに同時にデータを書き込み、誤りがあ
れば誤り訂正部でデータを訂正しバッファへデータを送
る技術が知られている(特開平7−282547号公報
参照)、このシステムでは誤りがあった場合には1セク
タのデータをバッファに転送することが必要であり、バ
ッファアクセスに混みが発生する。本発明は、このよう
な事情によりなされたものであり、データ転送に用いる
第1のメモリ手段とデータの誤り訂正を行う第2のメモ
リ手段とを併用することによりデータ転送に用いるメモ
リに対する誤り訂正に伴うアクセスを減少させる誤り訂
正回路及びこれを用いたデスク再生装置、データ転送シ
ステム(CD−ROMドライブ)を提供する。
から入力されたデータを、転送データを格納する転送用
メモリと誤り訂正を行うためのデータを格納する訂正用
メモリの両方に書き込むことを特徴としている。そし
て、誤り訂正処理のうちシンドローム演算に伴うデータ
の読み出しは、転送用メモリのデータを使用せずに訂正
用メモリのデータを読み出して実行し、訂正可能と判断
された場合は、誤り位置のデータを訂正用メモリから読
み出し、訂正後のデータを転送用メモリと訂正用メモリ
の該当するアドレスの両方を書き換えることを特徴とし
ている。本発明によれば、転送用メモリへのアクセス
が、入力データの書き込み時と、訂正の書き込み時のみ
となるため、シンドロームにまつわる4580回のデー
タリード相当のメモリアクセスが全て訂正後のデータの
読み出しに利用できる。また、訂正後の訂正用メモリか
ら転送用メモリへの転送が必要でないので訂正実行の可
能期間が従来より延びてデータ伝送システムの信頼性が
向上することが可能になる。本発明のデータ転送システ
ムは、CD−ROMに限らず、通信システム、DVD、
DATなどリアルタイムで誤り訂正を行うシステムに適
用される。
の形態を説明する。図7は、本発明のディスク再生装
置、例えば、CD−ROMドライブのシステムブロック
図である。まず、CDプレーヤとこのCDプレーヤから
出力されるデータについて説明する。ディスク1上に、
ピックアップ(PU)3からレーザ光が照射され、この
反射光を受光してディスク1に記録されている情報デー
タが読み取られる。読み取られたデータは、RF回路4
に供給され、ここで波形等価をしたRF信号が生成さ
れ、RF信号は、デジタルデータに2値化されてEFM
信号となる。EFM信号は、PLL回路に入力され、こ
の信号から同期クロック信号が抽出される。そしてさら
に、このPLL回路においてデータ信号DATAが生成
される。このデータ信号とクロック信号は、それぞれ信
号処理回路6内において同期分離回路を通して訂正回路
に送られ、訂正用メモリ(RAM)を使用してエラー
(誤り)訂正処理が行われる。ここで訂正されたデータ
は、例えば、水晶系基準クロックで読み出される。この
訂正回路からはデータ信号DATA及び同期クロック信
号が出力される。
ROMデータがあり、オーディオモードでは、訂正回路
で訂正されたオーディオ信号は、デジタルアナログ変換
器(DAC;図示せず) でオーディオアナログ信号に変
換される。DACの出力はローパスフィルタ(LPF;
図示せず)を介して再生されたオーディオ信号が出力さ
れる。また、CD−ROMモードでは、データ信号は、
DAC及びLPFで処理されず、CD−ROMデコーダ
回路8に送られ、デジタル出力として出力される。訂正
回路で訂正された信号は、信号処理回路6からCD−R
OMデコーダ回路8に送られた後、CD−ROMの訂
正、バッファリングをしてホストコンピュータ10へデ
ータが転送される。オーディオモードでは、CDプレー
ヤで処理されるので1倍速CLVで再生され、通常CD
−ROMモードではn倍速CLVなどで再生される。一
方、ピックアップ3から読み出されたサーボ系の信号
は、RF回路4を通してサーボ回路5へ送られ、イコラ
イジング処理を施されてからピックアップ3のアクチュ
エータ及びピックアップ送りモータを駆動する。信号処
理回路6ではディスクを回転させる信号が生成され、こ
の信号がディスクモータ2を駆動する。システムコント
ローラ7は、マイコンを通して各種CDサーボシステム
を制御するサーボ回路5の制御を行う。
タは、転送データを格納するバッファメモリ(転送用メ
モリ)9及び誤り訂正を行うためのデータを格納する訂
正用メモリ14の両方に書き込む()。訂正用メモリ
14に蓄えられた誤り訂正を行う1ブロック(CD−R
OMでは1セクタと呼ぶ2352バイトデータである)
に対して誤り訂正処理を施す。誤り訂正処理後、必要に
応じてセクタ中の全データもしくは必要な部分データを
メモリから読み出していた。訂正用メモリ14に入力さ
れたデータは、シンドローム演算に基づいて誤り訂正回
路15で誤り訂正が行われる()。誤り訂正されたデ
ータは、訂正用メモリ14及びバッファメモリ9に書き
込まれ()、その後バッファメモリ9からホストコン
ピュータ10へ出力される()。訂正用メモリ14へ
の書き込み及び誤り訂正は、システムコントローラ7に
制御されて行われる。以上のように、誤り訂正処理のう
ちシンドローム演算に伴うデータリードは、転送用メモ
リのデータを使用せずに訂正用メモリのデータを読み出
して実行し、訂正可能と判断された場合は、誤り位置の
データを訂正用メモリから読み出し、訂正後のデータを
転送用メモリ(バッファメモリ)と訂正用メモリの該当
するアドレスの両方を書き換えるように構成されてい
る。
ック図である。CDプレーヤから再生されたデータDA
TAは、ライト要求を出すことによりメモリアクセス調
停回路から許可された場合、転送用メモリ13と転送用
メモリ9の同一セクタ及びセクタ内アドレスに相当する
物理アドレスに書き込まれる。セクタ内アドレスに対し
て2つのメモリの物理アドレスは、メモリ容量により異
なり、それぞれのセクタ先頭に相当するオフセットアド
レスに同じセクタ内アドレスを加えられて求められる。
このセクタ内アドレスは、メモリ書き込み毎にインクリ
メントされ、セクタが変わった場合にクリアされ、オフ
セットアドレスは次のセクタ先頭に相当するアドレスが
セットされる。誤り訂正回路15は、シンドローム演算
時には、セクタ内に割り当てられているQ/Pパリティ
のフォーマットに従い、対処するセクタ先頭アドレスを
加えた訂正メモリの実アドレスに対して実行される。こ
のアクセスは、転送用メモリのアクセス要求発行及び実
アクセスを行わない。
セクタ内アドレスを求め、訂正可能と判断した場合は、
訂正用メモリ13の該当するセクタのセクタ内アドレス
のデータを読み出し、このセクタ内アドレスのデータに
基づいて訂正データの作成を行う。この場合も、転送用
メモリ9に対するアクセスは行われない。最後に、訂正
データを書き込み時に、訂正用メモリ及び転送用メモリ
に対して対応するアドレスのデータを書き換える(デー
タライト)。訂正処理後、訂正完了した場合、そのセク
タは読み出し可能となるため、転送用メモリ9から読み
出しを開始する(訂正後データリード)。
タフォーマットを説明する。フォーマットは、モード2
フォーム1、モード2フォーム2、モード1、モード0
が有り、モード1とモード2フォーム1に誤り訂正用
(ECC)Pパリティ及びQパリティが付加されている
ので、誤り訂正が可能である。次に、図3及び図4を参
照してCD−ROMの誤り訂正フォーマットについて説
明する。CD−ROM1セクタ2352バイトのうちS
YNCを除く2340バイトを次の式にしたがってMS
BとLSBに分割する。 S(n)=MSB[B(2n+13)]+LSB[B
(2n+12)](n=0〜1169) MSBとLSBとに分割した1170バイトについて各
々Pパリティ訂正とQパリティ訂正を行う。Pパリティ
訂正については、図3に示すVpベクトルとパリティ検
査行列Hpの積(Hp・Vp=0)で誤り訂正を行う。
Vpベクトルにおいて、Np=0,1,2,・・・,4
2及びMp=0,1,2,・・・,25である。また、
Pパリティ訂正とQパリティ訂正時のデータ列は、図4
に示される。Qパリティ訂正については、Pパリティ訂
正と同様に図5に示すVqベクトルとパリティ検査行列
Hqの積(Hq・Vq=0)で誤り訂正を行う。
2,・・・,25及びMq=0,1,2,・・・,42
である。次に、図6の動作タイミング図を参照して図1
に示す誤り訂正回路に基づく誤り訂正のシステムの動作
タイミングを説明する。図6に示すように、訂正用メモ
リとして、例えば、2セクタ分のメモリを準備する。訂
正用メモリはCDプレーヤからの入力データを書き込み
・訂正・転送処理をページごとに行う。ページ(0)で
は、セクタ(m−2)の誤り訂正、セクタ(m)のデー
タ書き込み(データライト)、セクタ(m)の誤り訂正
を順次を行う。ページ(1)では、セクタ(m−1)の
データ書き込み(CDデータライト)、セクタ(m−
1)の誤り訂正、セクタ(m+1)のデータ書き込み
(CDデータライト)を順次行う。転送用メモリは、C
Dプレーヤからの入力データ及び訂正用メモリからのデ
ータを書き込む。ページ(n−1)では、セクタ(m−
2)の訂正の書き込み(訂正ライト)を行う。ページ
(n)では、セクタ(m−1)のCDプレーヤからの入
力データ書き込み(データライト)、セクタ(m−1)
の誤り訂正されたデータの書き込み(訂正ライト)を順
次を行う。
Dプレーヤからの入力データ書き込み(CDデータライ
ト)、セクタ(m)の誤り訂正されたデータの書き込み
(訂正ライト)を順次を行う。以上のように、本発明で
は、CDプレーヤからの入力データの書き込み(データ
ライト)は、転送用メモリと訂正用メモリの双方に対し
て行われる。訂正用メモリについては、一方のページに
CDデータライトが行われているときに、他方は訂正用
メモリ上に有るデータの誤り訂正を行う。図10に示す
ように従来技術において、訂正用メモリで誤り訂正終了
後にデータを転送用メモリに移すシステムでは、訂正用
メモリのバンド幅は、少なくともデータライトバンド幅
+シンドロームバンド幅+訂正ライトバンド幅+メモリ
間転送バンド幅より大きくする必要があるが、本発明で
は、メモリ間転送バンド幅が不要になるので、その分小
さくすることができる。
転送するのに必要なデータのみを書くことが可能であ
る。例えば、元データ2048バイトのみを書き込めば
アドレス生成回路の簡易化のメリットの他、複数セクタ
間のデータがメモリ上の連続することになるので、訂正
後のデータリードも必要な部分だけ選んで転送するなど
の処理が必要無く、回路の簡易化ができる。
転送データを格納したメモリへの訂正処理に伴うデータ
アクセスを大幅に削減するため、同一バンドレートのバ
ッファメモリであれば、より高速な訂正完了データの読
み出しが可能である。また、同一速度で読み出すのであ
れば、転送用メモリのバンド幅を下げることが可能であ
るのでより遅いメモリを利用する事ができ、また、動作
周波数を下げれば消費電流やノイズの点で従来より有利
になる。
ィ検査行列を示す図。
ィ検査行列を示す図。
ング図。
ング図。
クアップ(PU)、4・・・RF回路、 5・・・サー
ボ回路、 6・・・CD信号処理回路、7・・・システ
ムコントローラ、 8・・・CD−ROMデコーダ回
路、9・・・バッファメモリ、 10・・・ホストコ
ンピュータ、13・・・CDプレーヤ、 14・・・
訂正用メモリ(RAM)、15・・・誤り訂正回路。
Claims (6)
- 【請求項1】 情報データであるデジタルデータにこの
データを元データとし、データの誤り検出、誤り訂正機
能を実現するために、この元データから生成されるパリ
ティと呼ばれる冗長データを付加する手段と、 データ転送に用いられるメモリと、 誤り訂正に用いられるメモリと、 前記冗長データを付加されたデータをこれらメモリに同
時又は順次書き込む手段と、 前記誤り訂正に用いられるメモリからデータを読み込み
シンドローム演算を行う手段と、 前記シンドローム演算の結果から誤り位置の検出と訂正
データとを求める手段と、 前記2つのメモリの対応する誤りデータを同時又は順次
訂正のため書き換える手段とを具備していることを特徴
とする誤り訂正回路。 - 【請求項2】 前記シンドローム演算に伴うデータの読
み出しは、前記データ転送に用いられるメモリのデータ
を使用せずに前記誤り訂正に用いられるメモリのデータ
を読み出して実行し、訂正可能と判断された場合は、誤
り位置のデータを前記誤り訂正に用いられるメモリから
読み出し、訂正後のデータをこれら2つのメモリの該当
するアドレスの両方に書き換えることを特徴とする請求
項1に記載の誤り訂正回路。 - 【請求項3】 2つのメモリと、 受信した情報データを前記2つのメモリに同時又は順次
書き込む手段と、 前記メモリの少なくとも1つからデータを読み込みシン
ドローム演算を行う手段と、 前記シンドローム演算の結果よりデータ訂正用冗長符号
を求める手段と、 そのデータ訂正用冗長符号を少なくとも前記メモリのう
ちのデータ転送に用いるメモリに書き込む手段とを具備
していることを特徴とする誤り訂正回路。 - 【請求項4】 情報データが記録されているディスクか
らその情報データを読み取り、復調する手段と、 前記情報データにこのデータを元データとし、データの
誤り検出、誤り訂正機能を実現するために、この元デー
タから生成されるパリティと呼ばれる冗長データを付加
する手段と、 データ転送に用いられるメモリと、 誤り訂正に用いられるメモリと、 前記冗長データを付加されたデータを前記2つのメモリ
に同時又は順次書き込む手段と、 前記誤り訂正に用いられるメモリ手段からデータを読み
込みシンドローム演算を行う手段と、 前記シンドローム演算の結果から誤り位置の検出と訂正
データとを求める手段と、 前記2つのメモリの対応する誤りデータを同時又は順次
訂正のため書き換える手段とを具備していることを特徴
とするディスク再生装置。 - 【請求項5】 前記シンドローム演算に伴うデータの読
み出しは、前記データ転送に用いられるメモリのデータ
を使用せずに前記誤り訂正に用いられるメモリのデータ
を読み出して実行し、訂正可能と判断された場合は、誤
り位置のデータを前記誤り訂正に用いられるメモリから
読み出し、訂正後のデータをこれら2つのメモリの該当
するアドレスの両方に書き換えることを特徴とする請求
項4に記載のディスク再生装置。 - 【請求項6】 情報データが記録されているディスクか
らそのデータを読み取り、復調するCDプレーヤと、 前記復調されたデータをデコードするCD−ROMデコ
ード回路と、 前記CD−ROMデコード回路が制御するバッファメモ
リと、 前記CD−ROMデコード回路内に形成された訂正用メ
モリと、 前記データを前記訂正用メモリ及び前記バッファメモリ
に同時又は順次書き込む手段と、 前記訂正用メモリからデータを読み込みシンドローム演
算を行う手段と、 前記シンドローム演算の結果から誤り位置の検出と訂正
データとを求める手段と、 前記訂正用メモリ及び前記バッファメモリの対応する誤
りデータを同時又は順次訂正のため書き換える手段とを
具備していることを特徴とするCD−ROMドライブ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35266496A JP3302896B2 (ja) | 1996-12-14 | 1996-12-14 | 誤り訂正回路及びこれを用いたディスク再生装置及びcd−romドライブ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35266496A JP3302896B2 (ja) | 1996-12-14 | 1996-12-14 | 誤り訂正回路及びこれを用いたディスク再生装置及びcd−romドライブ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10173546A JPH10173546A (ja) | 1998-06-26 |
JP3302896B2 true JP3302896B2 (ja) | 2002-07-15 |
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ID=18425599
Family Applications (1)
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JP35266496A Expired - Fee Related JP3302896B2 (ja) | 1996-12-14 | 1996-12-14 | 誤り訂正回路及びこれを用いたディスク再生装置及びcd−romドライブ |
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-
1996
- 1996-12-14 JP JP35266496A patent/JP3302896B2/ja not_active Expired - Fee Related
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