JP4135510B2 - 電子制御装置およびプログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用ナビゲーション装置などの電子制御装置における、電源電圧が低下した際にデータをバックアップする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両の走行に伴ってＧＰＳ等により現在位置を検出し、その現在位置をディスプレイ上に道路地図と共に表示することにより、円滑に目的地に到達させたり、現在地から目的地までの適切な経路を設定して案内を行ったりする車載用ナビゲーション装置が知られており、より円滑なドライブに寄与している。
【０００３】
このような車載用ナビゲーション装置は、車両に搭載されたバッテリからの電力を受けて動作するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す。）を備えており、そのマイコンが、通常時には、不揮発性メモリに格納されたデータにより構成される制御プログラムに従って、経路設定や案内などの各種処理を行う。そして、上述のマイコンは、使用者が設定した経路に関する情報である経路設定情報や案内情報などを構成するデータを不揮発性メモリに保存する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、このような車載用ナビゲーション装置の中には、当該装置内に大容量のコンデンサを設けて、当該装置への車載バッテリからの電力供給が一時的に低下若しくは遮断されても、そのコンデンサからの電力供給により、上述の経路設定などの各種処理を行ったり、上述の経路設定情報などを構成するデータを保存したりするよう構成されているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１３４３４９号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開平１１−５３２７１号公報（第４頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような車載用ナビゲーション装置は、経路設定情報などを構成するデータなど保存すべきデータ量が多いため、その保存処理に要する時間が長い。また、一般的に不揮発性メモリは、揮発性メモリなど他のデータ保存装置に比べてデータの保存処理に要する時間が長い。すると、車載用ナビゲーション装置において、例えばマイコンが不揮発性メモリへデータを保存している最中に、当該装置への車載バッテリからの電力供給が著しく低下したり遮断したりすると、その保存処理が中断されてしまい、不揮発性メモリ内のデータが不完全な状態（つまり、新たなデータが書き込まれた記憶領域と、データが消去された記憶領域と、旧来のデータが残っている記憶領域とが混在した状態）となる問題があった。この場合、不揮発性メモリに保存されなかったデータは破棄されてしまう。
【０００７】
なお、こうした問題は、車載用ナビゲーション装置内に設けるコンデンサの容量をより大きくすることにより防止できるが、このためには、当該装置に組み込むコンデンサの容量を大きくする必要があるため、当該装置の小型化の妨げになり、また、当該装置のコストアップを招く、という問題がある。
【０００８】
また、このようなことは車載用ナビゲーション装置に限られず、車載バッテリから電力供給を受ける車載の電子制御装置においても同様の問題が生じると考えられる。
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、電子制御装置において、当該装置への車載バッテリからの電力供給が著しく低下したり遮断したりしても、データを確実に保存することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の電子制御装置は、例えばバッテリと電子制御装置との間の接続が外れた場合や長時間の使用によりバッテリの出力電圧が低下した場合など、当該装置へのバッテリからの電力供給が著しく低下したり遮断したりした場合、データを揮発性メモリに一旦高速で保存し、その後不揮発性メモリに保存する。
【００１１】
したがって、当該装置へのバッテリからの電力供給が著しく低下したり遮断したりしてもデータを確実に保存することができる。
【００１２】
そして、特に、本発明を、上述した車載用ナビゲーション装置に適用すれば、地図データや経路計算結果など保存すべきデータ量が多く、その保存処理に要する時間が長いため、例えばマイコンが不揮発性メモリ内のデータを保存している最中に当該装置へのバッテリからの電力供給が著しく低下したり遮断したりしても、その保存処理が中断されてしまって不揮発性メモリ内のデータが不完全な状態となることがなく、データを確実に保存する信頼性が高い車載用ナビゲーション装置を提供できることになる。
【００１５】
また、このように構成すれば、揮発性メモリに一旦保存したデータをコンデンサからの電力供給により不揮発性メモリに保存させる際に、メイン回路および内蔵電源回路がコンデンサの電力を消費することがない。したがって、保存すべきデータが多いときでも、全てのデータを不揮発性メモリに確実に保存できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうることは言うまでもない。
【００１７】
[車載用ナビゲーション装置の構成]
図１は、実施例の車載用ナビゲーション装置の構成を表す構成図である。図１に示すように、本実施例の車載用ナビゲーション装置は、経路設定や案内などの各種処理を行うメイン回路１、メイン回路１で利用された各種データを保存するバックアップ回路２、内蔵電源回路４、電源監視装置５、スイッチ６およびコンデンサ７を備えている。これらのうちメイン回路１およびバックアップ回路２は互いにバスラインで接続されている。
【００１８】
[メイン回路１の構成]
ここで、メイン回路１は、上述のように、経路設定や案内などの各種処理を行うものであり、本発明のデータ処理手段として機能する。このため、メイン回路１には、周辺回路１１、ＣＰＵ１２およびバッファ１３が備えられている。
【００１９】
このうち周辺回路１１は、車両の現在位置を検出する位置検出器、地図データなどを入力するための地図データ入力器、使用者による各種入力操作を受け付ける操作スイッチ群、不揮発性メモリで構成され、運転者が設定した経路など各種の情報などを記憶する外部メモリ、地図データ入力器より入力された地図データなどを表示する表示装置、使用者による各種入力操作をリモコンを介して受け付けるリモコンセンサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備えている。なお、周辺回路１１が備えるこれら位置検出器などの構成は公知技術に従っているので、詳細な説明は省略する。
【００２０】
また、ＣＰＵ１２は、周辺回路１１の各部構成を制御して経路設定などの各種処理を実行するものである。具体的には、ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ及びＲＡＭに記憶されたプログラムに基づいて、位置検出器からの各検出信号に基づき座標及び進行方向の組として車両の現在位置を算出し、地図データ入力器を介して読み込んだ現在位置付近の地図等を表示装置に表示する地図表示処理や、地図データ入力器に格納された地点データに基づき、操作スイッチ群やリモコン等の操作に従って目的地となる施設を選択し、現在位置から目的地までの最適な経路（目的地経路）を自動的に求める経路計算処理を行う。このように自動的に最適な経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。また、ＣＰＵ１２は、経路設定や案内などの各種処理に利用された各種データをバックアップ回路２に保存させる。なお、「各種データ」とは、メイン回路１にて各種処理を実行するための制御プログラムを構成するデータや、メイン回路１が繰り返して利用する可能性があるために保存すべきデータなどを云い、一例を挙げれば、経路設定や案内などの各種処理を実行するための制御プログラムや、使用者が設定した経路に関する情報である経路設定情報などを構成するデータなどが挙げられる。この各種データは、特許請求の範囲における「保存すべきデータ」に該当する。
【００２１】
さらに、バッファ１３は、メイン回路１とバックアップ回路２とを接続するバスライン上に設けられている。このバッファ１３は次のように作用する。すなわち、バッファ１３が内部電源回路４などから電力供給を受けている場合には、バッファ１３は、メイン回路１またはバックアップ回路２の何れかから他方へバスライン上を流れる各種データを一旦内部に保存してから他方へ向けて送出する。一方、バッファ１３が電力供給を受けていない場合には、バッファ１３は作動せず、メイン回路１またはバックアップ回路２の何れかから他方へバスライン上を流れる各種データを一旦内部に保存したり他方へ向けて送出したりしない。そのため、バッファ１３が電力供給を受けていない場合には、バッファ１３によってメイン回路１とバックアップ回路２との間が電気的に遮断されることとなる。
【００２２】
[バックアップ回路２の構成]
一方、バックアップ回路２は、上述の各種データを保存するためのものであり、このため、バックアップ回路２には、揮発性メモリ２１、フラッシュメモリ２２および専用制御素子２３が備えられている。
【００２３】
このうち、揮発性メモリ２１は、フリップフロップ回路で構成されて高速でデータの書き込みが可能なメモリであり、電力供給を受けている間はデータを保持することができる。なお、この揮発性メモリ２１は、低消費電力型であることが望ましい。この揮発性メモリ２１は、ＣＰＵ１２の制御により、メイン回路１から転送されてきた各種データを記憶する。また、フラッシュメモリ２２は、電力供給を受けなくても記憶内容を自己保持可能なメモリである。なお、このフラッシュメモリ２２は、低消費電力型であることが望ましい。このフラッシュメモリ２２は不揮発性メモリに該当する。さらに、専用制御素子２３は、上述のＣＰＵ１２よりも低消費電力で作動する低消費電力型のマイコンによって構成されている。この専用制御素子２３は、揮発性メモリ２１に保存された各種データをフラッシュメモリ２２に転送させて保存させる。なお、専用制御素子２３の消費電力は、後述するコンデンサ７の容量と関連して、専用制御素子２３が、コンデンサ７からの電力供給により揮発性メモリ２１に一旦保存された各種データをフラッシュメモリ２２に転送して保存させることが可能に設定されている。なお、専用制御素子２３は最終データ保存制御手段に該当し、さらに、一時データ保存制御手段であるＣＰＵ１２とともにデータ保存制御手段に該当する。
【００２４】
[その他の構成、およびバッテリ電源３の構成]
また、実施例の車載用ナビゲーション装置には、この当該装置が搭載されている車両に備えられているバッテリ電源（車載バッテリ）３が接続されている。具体的には、メイン回路１には、内蔵電源回路４を介してバッテリ電源３が接続されるとともに、バックアップ回路２には、内蔵電源回路４およびスイッチ６を介してバッテリ電源３が接続されている。また、スイッチ６とバックアップ回路２との間にはコンデンサ７が接続されている。さらに、内蔵電源回路４には電源監視装置５が接続されている。このうち、バッテリ電源３は、その車両の車載電子制御装置などの各部に電力を供給する周知のものである。また、内蔵電源回路４は、バッテリ電源３の電源電圧を変換して出力するよう構成されており、メイン回路１、バックアップ回路２およびコンデンサ７に電力を供給する。また、電源監視装置５は、内蔵電源回路４の出力電圧に応じてスイッチ６を開閉制御するよう構成されている。具体的には、電源監視装置５は、内蔵電源回路４の出力電圧が下限値以上である場合にはスイッチ６を閉鎖し、一方、内蔵電源回路４の出力電圧が下限値未満である場合にＣＰＵ１２が各種データを揮発性メモリ２１へ一旦保存したときにはスイッチ６を開放する。なお、上述の「下限値」とは、バッテリ電源３の電源電圧が、ＣＰＵ１２がデータ処理を実行できる下限の値を云い、他の構成を考慮して予め実験等によって規定されている。なお、電源監視装置５は、電源電圧判断手段に該当し、さらに、スイッチ６およびバッファ１３とともに、遮断手段に該当する。また、コンデンサ７は電力を蓄積する周知のものである。なお、コンデンサ７は蓄電手段に該当する。
【００２５】
[車載用ナビゲーション装置の始動処理の説明]
次に、上述のように構成された車載用ナビゲーション装置が実行する始動処理について、図３のタイミングチャートを参照して説明する。まず、バッテリ電源３から内部電源回路４へ電力が供給されると、内部電源回路４ではバッテリ電源３の電源電圧が変換され、この電圧変換後の電力がメイン回路１および電源監視装置５へ供給される。ここで、内蔵電源回路４の出力電圧が下限値以上であると電源監視装置５が判断すれば、電源監視装置５は、開放していたスイッチ６を閉鎖し、バックアップ回路２およびコンデンサ７に内部電源回路４から電力が供給される（図３の時刻Ｔ４）。すると、コンデンサ７には、内部電源回路４から供給された電力が蓄電される。また、メイン回路１のＣＰＵ１２は、各種データをフラッシュメモリ２２から読み出し（図３の「開始処理」が相当する。時間Ｔ４〜Ｔ０）、上述の経路設定や案内などの各種処理（図３の「通常処理」が相当する。時間Ｔ０〜Ｔ１）を実行する。
【００２６】
[バックアップ処理の説明]
次に、上述の車載用ナビゲーション装置が実行するバックアップ処理について、ＣＰＵ１２、電源監視装置５および専用制御素子２３が実行する処理を、それぞれ図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）の各フローチャートを参照して説明する。また、図３は、実施例の車載用ナビゲーション装置の各部の動作を示すタイミングチャートである。
【００２７】
図２（ａ）に示すバックアップ処理の最初のステップ１１０（以下、「ステップ」を単に「Ｓ」と記す。）では、ＣＰＵ１２が通常処理（具体的には、上述の経路設定や案内などの各種処理）を実行する。なお、この通常処理は、内蔵電源回路４の出力電圧が下限値未満である旨の通知を電源監視装置５から受け取るまで実行される（Ｓ１２０：ＮＯ）。
【００２８】
さて、図２（ｂ）に示す電源監視処理のＳ２１０では、電源監視装置５が内蔵電源回路４の出力電圧が下限値未満であるか否かを判断する。ここで、内蔵電源回路４の出力電圧が下限値以上であれば（Ｓ２１０：ＮＯ）、ＣＰＵ１２が通常の処理速度で上述の通常処理を実行できる状態にあると判断して再びＳ２１０を繰り返す（図３の時間Ｔ０〜Ｔ１）。一方、バッテリ電源３が外れたり長時間の使用でバッテリ電源３の出力電圧が低下したりすることにより内蔵電源回路４の出力電圧が下限値未満に低下していれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２が通常の処理速度で通常処理を実行できない状態にあると判断し、内蔵電源回路４の出力電圧が下限値未満である旨をＣＰＵ１２に通知する（Ｓ２２０、図３の時刻Ｔ１）。そしてＳ２３０（後述）に移行する。
【００２９】
図２（ａ）に戻り、通常処理を実行するＣＰＵ１２では、電源監視装置５からの通知（Ｓ２２０）を受け取ると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、各種データを揮発性メモリ２１へバスラインおよびバッファ１３経由で送信する。この際、バッファ１３は、各種データを一旦保存してから揮発性メモリ２１側へ送出する。そして、内蔵電源回路４からの電力供給がなくなるまでに、内蔵電源回路４からの電力供給により各種データを揮発性メモリ２１へ一旦保存する（Ｓ１３０、図３の時間Ｔ１〜Ｔ２）。そして、この保存が終了したらその旨を電源監視装置５へ通知し（Ｓ１４０、図３の時刻Ｔ２）、この処理を終了する。
【００３０】
図２（ｂ）に戻り、電源監視装置５では、先のＳ２２０にて内蔵電源回路４の出力電圧が下限値未満である旨をＣＰＵ１２に通知した後、Ｓ２３０に移行しており、揮発性メモリ２１への各種データの保存終了を待ち受けている（Ｓ２３０：ＮＯ）。ここで、揮発性メモリ２１への各種データの保存終了の通知（Ｓ１４０）をＣＰＵ１２から受け取ると（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、Ｓ２４０に移行する。
【００３１】
Ｓ２４０では、電源監視装置５が、スイッチ６を閉鎖から開放へ切り替える（図３の時刻Ｔ２）。このことによりバックアップ回路２およびコンデンサ７への内蔵電源回路４からの電力供給が停止する。すると、バッファ１３が、メイン回路１またはバックアップ回路２の一方から他方へバスライン上を流れる各種データを一旦内部に保存したり他方へ向けて送出したりしなくなるので、バッファ１３によってメイン回路１とバックアップ回路２との間が電気的に遮断されることとなる。そして、コンデンサ７が蓄積した電力は、バックアップ回路２のみに供給されることとなる。
【００３２】
続くＳ２５０では、スイッチ６を閉鎖から開放へ切り替えた旨を専用制御素子２３に通知する（図３の時刻Ｔ２）。そして、この電源監視処理を終了する。
さて、図２（ｃ）に示すバックアップ処理のＳ３１０では、専用制御素子２３が、電源監視装置５からのスイッチ６を閉鎖から開放へ切り替えた旨の通知を待ち受けている（Ｓ３１０：ＮＯ、図３の時間Ｔ０〜Ｔ２）。ここで、スイッチ６を開放した旨の通知を受け取ると（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、先の１３０にて揮発性メモリ２１に一旦保存された各種データを、コンデンサ７からの電力供給により揮発性メモリ２１からフラッシュメモリ２２へ転送して保存させる（Ｓ３２０、図３の時間Ｔ２〜Ｔ３）。そして、このバックアップ処理を終了する。
【００３３】
また、例えば外れていたバッテリ電源３が元の位置に戻されたりバッテリ電源３が充電されたりすることにより内部電源回路４の出力電圧が下限値以上に回復すると（図３の時刻Ｔ４）、車載用ナビゲーション装置は、上述の始動処理と同様の処理を実行し、通常処理を再開する。なお、上述のような内部電源回路４の出力電圧の回復が、メイン回路１からバックアップ回路２へ各種データを保存している最中である場合には、その保存処理を中止して上述の開始処理を実行してもよい。この場合、ＣＰＵ１２は各種データを揮発性メモリ２１およびフラッシュメモリ２２の双方から読み出すこととなる。また、各種データを全てフラッシュメモリ２２へ保存したのちに、開始処理を実行してもよい。
【００３４】
[効果]
このように、本実施例の車載用ナビゲーション装置によれば、バッテリ電源３の電源電圧が下限値未満に低下すると、各種データを揮発性メモリ２１に一旦保存し、その後フラッシュメモリ２２に保存する。したがって、当該装置へのバッテリ電源３からの電力供給が著しく低下したり遮断したりしても各種データを確実に保存することができる。
【００３５】
[別実施例]
（１）上記実施例のバックアップ処理は、車載用ナビゲーション装置に適用しているが、車両に搭載される他の電子制御装置に適用してもよい。また、例えばノートパソコンや携帯電話など、バッテリからの電力供給を受けてデータのバックアップ処理を行うものに適用してもよい。
（２）上記実施例の揮発性メモリ２１は、高速でデータの書き込みが可能なメモリであり、電力供給を受けている間はデータを保持することができるものであれば他の構成でもよく、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）でもよい。このように構成しても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
【００３６】
また、上記実施例のフラッシュメモリ２２は、電力供給を受けなくても記憶内容を自己保持可能なものであれば他の構成でもよく、例えばメモリカードなどでもよい。このように構成しても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
（３）上記実施例では、ＣＰＵ１２と専用制御素子２３とが別体に構成されており、メイン回路１から揮発性メモリ２１への各種データの保存処理をＣＰＵ１２が実行しているが、上述の保存処理を専用制御素子２３が実行するよう構成してもよい。このように構成すれば、ＣＰＵ１２の負担を軽減することができる。
【００３７】
また、上記実施例では、揮発性メモリ２１からフラッシュメモリ２２への各種データの保存処理を専用制御素子２３が実行しているが、専用制御素子２３やバッファ１３の機能をＣＰＵ１２の中に構成してもよい。このようにすれば、専用制御素子２３を設ける必要がなくなり、その分バックアップ回路２を小型化することができる。
（４）上記実施例では、メイン回路１とバックアップ回路２とを接続するバスライン上にバッファ１３が設けられているが、上述のように各種データをメイン回路１から揮発性メモリ２１に一旦保存したときに、メイン回路１とバックアップ回路２との間を電気的に遮断する構成であればこれには限られない。例えば、メイン回路１とバックアップ回路２との間のバスライン上にスイッチを設け、上述のように各種データをメイン回路１から揮発性メモリ２１に一旦保存したときには、そのスイッチを開放してメイン回路１とバックアップ回路２との間を電気的に遮断してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の車載用ナビゲーション装置の構成を表す構成図である。
【図２】（ａ）はＣＰＵが実行するバックアップ処理を説明するフローチャートであり、（ｂ）は電源監視装置が実行する電源監視処理を説明するフローチャートであり、（ｃ）は専用制御素子が実行するバックアップ処理を説明するフローチャートである。
【図３】実施例の車載用ナビゲーション装置の各部の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…メイン回路、２…バックアップ回路、３…バッテリ電源、
４…内蔵電源回路、５…電源監視装置、６…スイッチ、７…コンデンサ、
１１…ＣＰＵ、１２…周辺回路、１３…バッファ、２１…専用制御素子、
２２…揮発性メモリ、２３…フラッシュメモリ

Claims (2)

1. 各種処理を行うメイン回路と、
   前記メイン回路とバスラインで接続され、前記メイン回路で利用された各種データを保存するバックアップ回路と、
   バッテリ電源の電源電圧を変換して出力するよう構成され、前記メイン回路および前記バックアップ回路に電力を供給する内蔵電源回路と、
   前記内蔵電源回路と前記バックアップ回路との間に接続され、開閉可能なスイッチと、 前記スイッチと前記バックアップ回路の間に接続され、電力を蓄積するコンデンサと、 前記内蔵電源回路に接続され、前記内蔵電源回路の出力電圧が、前記メイン回路が通常の処理速度で各種処理を実行できる下限値（以下、単に「下限値」と称す。）未満であるか否かを判断する電源監視装置と、を備え、
   前記メイン回路は、各種処理を行うＣＰＵと、前記バスライン上に設けられ、電力供給を受けている場合に前記ＣＰＵまたは前記バックアップ回路の何れかから他方へ前記バスライン上を各種データが流れるのを許可し、電力供給を受けていない場合に前記ＣＰＵと前記バックアップ回路との間を電気的に遮断する遮断手段と、を有しており、
   一方、前記バックアップ回路は、電力供給を受けなくても記憶内容を自己保持可能な不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリよりも高速でデータの書き込みが可能な揮発性メモリと、前記メイン回路の前記ＣＰＵよりも低消費電力で作動する専用制御素子と、を有しており、
   前記電源監視装置は、前記内蔵電源回路の出力電圧が前記下限値以上であれば前記スイッチを閉鎖し、一方、前記内蔵電源回路の出力電圧が前記下限値未満に低下していればその旨を前記メイン回路の前記ＣＰＵまたは前記バックアップ回路の前記専用制御素子に通知し、
   前記電源監視装置からの通知を受け取った前記メイン回路の前記ＣＰＵまたは前記バックアップ回路の前記専用制御素子は、前記内蔵電源回路からの電力供給がなくなるまでに、前記内蔵電源回路からの電力供給により各種データを前記メイン回路から前記バスラインおよび前記遮断手段経由で前記バックアップ回路の前記揮発性メモリへ送信して一旦保存させ、保存が終了したらその旨を前記電源監視装置へ通知し、
   前記遮断手段は、前記内蔵電源回路からの電力供給がなくなったら前記ＣＰＵと前記バックアップ回路との間を電気的に遮断し、
   前記電源監視装置は、前記メイン回路の前記ＣＰＵまたは前記バックアップ回路の前記専用制御素子からの通知を受け取ると前記スイッチを閉鎖から開放へ切り替え、その旨を前記バックアップ回路の前記専用制御素子に通知し、
   前記バックアップ回路の前記専用制御素子は、前記電源監視装置からの通知を受け取ると、前記揮発性メモリに一旦保存された各種データを、前記コンデンサからの電力供給により前記揮発性メモリから前記不揮発性メモリに転送させて保存させること
   を特徴とする電子制御装置。
2. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記遮断手段は、前記バスライン上に設けられ、電力供給を受けている場合に前記ＣＰＵまたは前記バックアップ回路の何れかから他方へ前記バスライン上を流れる各種データを一旦内部に保存してから他方へ向けて送出し、電力供給を受けていない場合に前記ＣＰＵと前記バックアップ回路との間を電気的に遮断するバッファを有することを特徴とする電子制御装置。

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