KR20050051207A - Ａｍｂａ시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의자동 통합 방법 - Google Patents

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Abstract

AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법이 개시된다. 자동 통합 방법은 (a) AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로에 포함되는 모듈들의 추상화된 심벌들을 생성하고, (b) AMBA 컴포넌트의 템플릿 코드로부터 RTL코드를 생성하고, (c) AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로를 생성하고, (d) 생성된 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드를 생성하고, (e) AMBA 컴포넌트에 대한 RTL 코드와 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드를 결합하여 AMBA 시스템 집적 회로의 RTL 코드를 자동으로 생성한다. 자동 통합 방법은 RTL 코드를 자동으로 통합하여 생성시키므로 AMBA 시스템 집적회로의 설계시간을 현저히 감소시킬 수 있다.

Description

ＡＭＢＡ시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법{Method for integrating register transfer level code automatically in AMBA system integrated circuit}
본 발명은 AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture) 시스템 집적 회로의 설계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, AMBA 시스템 집적회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법에 관한 것이다.
반도체 공정 기술이 발전함에 따라 하나의 칩(chip)내에 복잡한 시스템을 구현하는 SOC(System On Chip) 설계가 주목받고 있다. 이러한 SOC 제품은 고객의 요구에 따라 점점 더 동작속도가 높아지며 복잡도가 증가하는 추세이다. 이러한 추세에 따라, 최상위 단계에서 시스템 집적회로를 기술(description)하는 RTL(Register Transfer Level) 코드(code)의 규모 및 시스템 집적 회로를 구성하는 회로 블락(block)의 개수도 급격히 증가됨으로써, 전체 시스템 집적 회로의 RTL 코드를 통합(integration)하는 작업이 매우 어려워지고 장시간이 소요되게 되었다.
상기 RTL 코드의 통합 작업이란 SOC 제품의 내장 프로세서(embedded processor)와 개별 하드웨어를 표준 시스템 버스의 프로토콜(protocol)에 맞추어 회로 블락간의 입출력 단자(또는 포트(port))를 연결하여 시스템 집적 회로의 최상위 수준의 레지스터 전송 단계(RTL) 코드를 생성하는 작업이다. 상기 레지스터 전송 단계 코드는 베릴로그(verilog) 코드라고도 한다. 이러한 RTL 코드의 통합 작업은 표준 시스템 버스의 올바른 동작을 위해 필요한 컴포넌트들(components)(예를 들어, 아비터(arbiter), 디코더(decoder), 또는 멀티플렉서(multiplexer 또는 muxer)을 생성하는 작업도 포함한다.
한편, 종래에는 개별 회로 블락의 입출력 단자에 표준 시스템 버스의 프로토콜에 따른 약속된 이름이 사용되었고, 통합 전담 설계자는 상기 약속된 이름들을 근거로 하여 회로 블락들을 수작업으로 연결한 후 레지스터 전송 단계(RTL) 코드를 생성하였다. 이러한 수천 줄들의 RTL 코드를 생성하는 경우, 설계자가 단순 작업인 회로 블락간의 상호 연결 작업을 하는 데 대략 한 달 이상의 기간이 소요된다. 이로 인해 설계자의 작업 능률이 저하되고 하드웨어의 설계 기간이 지연됨으로써 생산성이 저하되었다. 또한, 수작업으로 인해 RTL 코드에 오류가 발생되고 이러한 오류를 정정하기 위한 디버깅(debugging)의 시간 소모도 발생된다. 더욱이, 시스템의 성능이 높아짐에 따라서 시스템 버스의 수도 증가하고 이에 따른 회로 블록간 연결 작업과 버스의 동작을 위한 컴포넌트들의 수도 비례하여 증가함에 따라, 수작업으로 인한 RTL의 통합 작업의 문제점은 더욱 더 증가하고 있다.
따라서, 제품을 적기에 공급하는 타임-투-마켓(time-to-market) 및 생산성의 향상을 위해, 대규모의 시스템 집적회로의 RTL 코드 통합 작업에 대한 소프트웨어 공학적인 접근 방식이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 대규모의 AMBA 시스템 집적 회로를 설계할 때 필요한 레지스터 전송 단계 코드를 자동으로 통합하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법은 (a) AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로에 포함되는 모듈들의 추상화된 심벌들을 생성하는 단계와, (b) AMBA 컴포넌트의 템플릿 코드로부터 RTL코드를 생성하는 단계와, (c) 상기 AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로를 생성하는 단계와, (d) 상기 (c) 단계에서 생성된 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드를 생성하는 단계와, (e) 상기 (b) 단계에서 생성된 AMBA 컴포넌트에 대한 RTL 코드와 상기 (d) 단계에서 생성된 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드를 결합하여 상기 AMBA 시스템 집적 회로의 RTL 코드를 자동으로 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 (e) 단계는 선택적으로 공급되는 마더 설계 정보에 의해 상기 모듈들의 AMBA 버스를 통한 연결을 제외한 상기 모듈들과 외부 회로 상호간의 연결에 대한 RTL 코드를 자동으로 생성하는 단계를 더 구비한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계의 추상화된 심벌은 AMBA 버스의 프로토콜과 관련된 포트들을 결합하여 하나의 번들 포트로 표현하는 심벌이다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계의 템플릿 코드는 고정 코드 및 파라미터 코드를 포함하며, 상기 고정 코드의 RTL 코드는 TCL 쉘을 통하지 않고 복사되어 상기 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드와 결합되고, 상기 파라미터 코드는 tcl 스크립트로서 기술되며 상기 tcl 스크립트는 상기 TCL 쉘을 통하여 RTL 코드로 변환되어 상기 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드와 결합된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 (e) 단계에서 생성되는 AMBA 시스템 집적 회로의 RTL 코드는 2 단계 계층의 코드이다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 (e) 단계에서 생성되는 AMBA 시스템 집적 회로의 RTL 코드는 상기 스키매틱 회로 상에 배치되는 모듈들의 RTL 코드, 상기 AMBA 버스의 RTL 코드, 및 상기 AMBA 컴포넌트의 RTL 코드이다.
이러한 본 발명에 따른 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법은, RTL 코드를 자동으로 통합하여 생성시키므로, AMBA 시스템 집적회로의 설계시간을 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 설계 오류를 감소시켜 후속 제품을 설계하는 데 적합한 데이터 베이스의 구축을 가능하게 한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법을 나타내는 흐름도이다. AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법은 그래픽 에디터(graphic editor) 및 AMBA 생성기(generator)에 의해 수행된다.
모듈 심벌 생성 단계(S100)에 따르면, 모듈의 RTL 코드 및 포트 번들(port bundle) 정보를 입력 정보로 하여, AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱(schematic) 회로에 포함되는 모듈의 심벌이 생성되고 상기 생성된 모듈의 심벌은 그래픽 에디터의 심벌 라이브러리(symbol library)에 저장된다. 이는 복잡한 AMBA 시스템 집적 회로를 간략히 표현하기 위함이다. 상기 포트 번들 정보는 AMBA 프로토콜과 관련된 모듈의 포트들을 하나로 결합할 때 생성되는 정보를 의미하고, 모듈은 회로 블락(circuit block) 또는 인스턴스(instance)라고도 한다.
상기 생성된 모듈의 심벌은 AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로를 생성(capture)하는 그래픽 에디터(graphic editor)에서 사용된다. 그리고, 모듈 심벌의 포트들의 표현 방식에 있어서, 모든 포트들을 가지는 모듈의 일반 심벌과는 달리, 표준 시스템 버스(즉, AMBA 버스)의 프로토콜과 관련된 포트들이 결합되어 하나의 번들 포트(bundle port)로 표현된다. 이러한 방식이 사용됨으로써, AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로를 생성하는 작업이 용이하게 수행될 수 있다.
컴포넌트의 RTL 코드 생성 단계(S110)에 따르면, AMBA 컴포넌트의 템플릿(template) 코드로부터 RTL 코드가 생성된다. 상기 템플릿 코드는 설계자에 의해 작성된다.
AMBA 컴포넌트의 템플릿 코드는 파라미터(parameterized) 코드와 고정(fixed) 코드로 구분된다. 상기 파라미터 코드는 마스터(master)의 개수, 슬레이브(slave)의 개수 및 모듈들의 메모리 주소 등과 같이 AMBA 버스의 파라미터에 따라서 변하는 코드 영역이고, 상기 고정 코드는 AMBA 버스의 파라미터에 따라 변하지 않는 코드 영역을 의미한다.
먼저, 고정 코드는 템플릿 코드 내의 RTL 코드를 TCL(Tool Command Language) 쉘(shell)을 통하지 않고 우회(bypass)되어 그대로 AMBA 생성기에 전달되어 후술하는 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드와 결합된다. 다음으로, 파라미터 코드는 "ai+tcl" 지시어(directive)로 선언한 베릴로그 라인/블락 코멘트(Verilog line/block comment)내에서 tcl 스크립트(script)로 기술되며, tcl 스크립트는 TCL 쉘을 통하여 AMBA 생성기에 전달되어 후술하는 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드와 결합된다. 상기 tcl 스크립트는 AMBA 버스의 파라미터를 나타내는 예약된 변수들과 tcl 명령어(instruction)를 이용하여 기술된다.
스키매틱 회로 생성 단계(S120)에 따르면, 심벌 라이브러리(symbol library)에 저장된 모듈들을 이용하여, AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로가 그래픽 에디터에 의해 생성된다. 스키매틱 회로 생성 단계(S120)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 심벌 라이브러리(symbol library)에 저장되는 추상화된 모듈들이 스키매틱 회로가 생성되는 스키매틱 페이지(schematic page)에 배치된다. 다음으로, 필요한 AMBA 버스가 생성된 후, 모듈들의 번들 포트(bundle port)와 상기 생성된 AMBA 버스가 연결된다. 상기 AMBA 버스는 AHB(Advanced High-performance Bus), AHBLite, 및 APB(Advanced Peripheral Bus)를 포함한다. 그 후, 스키매틱 페이지에 주소 해독(address decoding) 방식, 메모리 맵(memory map) 등의 AMBA 특성이 입력된다.
스키매틱 회로의 RTL 코드 생성 단계(S130)에 따르면, AMBA 생성기는 상기 생성된 스키매틱 회로의 데이터 베이스(data base)를 입력받아 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드를 생성한다.
결합 단계(S140)에 따르면, AMBA 생성기는 컴포넌트의 RTL 코드와 스키매틱 회로의 RTL 코드를 결합하여 AMBA 시스템 집적 회로의 RTL 코드를 자동으로 생성한다. 즉, 최상위 수준의 RTL 코드가 본 발명의 일 실시예에 따른 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법에 의해 자동으로 통합된다.
한편, 결합 단계(S140)에 있어서, AMBA 생성기는, 마더 설계(mother design)의 정보를 선택적으로 공급받아, 상기 모듈들의 AMBA 버스를 통한 연결을 제외한 상기 모듈들과 외부 회로 상호간의 연결에 대한 RTL 코드를 자동으로 생성할 수 있다. 또한, 상기 결합 단계(S140)에서 생성되는 RTL 코드는 2 단계의 계층들(즉, 최상위 단계의 스키매틱 회로 상에 배치되는 모듈들의 RTL 코드와 AMBA 버스의 RTL 코드, 및 그 하위 단계인 AMBA 버스내의 AMBA 컴포넌트의 RTL 코드)을 가진다. 그리고, 상기 생성되는 RTL 코드의 종류는 3가지로서 상기 스키매틱 회로 상에 배치되는 모듈들의 RTL 코드, AMBA 버스의 RTL 코드, 및 AMBA 컴포넌트의 RTL 코드가 있다.
도 2a는 모든 포트들을 가지는 모듈의 일반 심벌의 일례를 나타내는 도면이고, 도 2b는 도 2a에 대응되는 도면으로서 AMBA 버스의 프로토콜과 관련된 포트들을 추상화한 번들 포트들을 가지는 모듈의 심벌의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, HCLK 포트 및 HRESETn 포트를 제외한 나머지 포트들이 번들 포트들로 추상화된다. 보다 구체적으로 설명하면, 슬레이브(slave)와 관련된 포트들(즉, HADDRS와 같은 포트들을 지시하는 영문자에서 S로 끝나는 포트들)은 HSO 번들 포트로 추상화되고, 마스터(master)와 관련된 포트들(즉, HADDRM과 같은 포트들을 지시하는 영문자에서 M으로 끝나는 포트들)은 HMO 번들 포트들로 추상화된다. HSO 번들 포트 및 HMO 번들 포트를 가지는 모듈 심벌은 모듈의 RTL 코드와 포트 번들(port bundle) 정보의 입력에 의해 생성되고, 그래픽 에디터의 심벌 라이브러리(symbol library)에 저장된다.
도 3은 모듈의 포트 번들 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 포트 번들 정보의 일례는 Ahb2Ahb 모듈에 포함되는 Bridge_HADDR 포트와 Bridge_HTRANS 포트가 하나로 결합되어 ahbMaster 타입(type)의 Master라는 번들 포트로 표현된다는 것을 나타낸다.
도 4는 AMBA 컴포넌트의 템플릿 코드의 일례 및 그에 대응하는 RTL 코드를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, AMBA 컴포넌트의 템플릿 코드의 일례로서 AMBA 버스 상에서 데이터의 충돌을 방지하는 아비터에 대한 템플릿 코드(410) 및 그에 대응되는 RTL 코드(420)가 도시되어 있다.
아비터의 템플릿 코드(410)는 고정 코드(fixed code)와 파라미터 코드(parameterized code)를 포함한다. 고정 코드의 RTL 코드는 우회(bypass)되어(즉, TCL 쉘(430)을 통하지 않고) 그대로 복사된 후 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드와 결합된다. 파라미터 코드는 "ai+tcl" 지시어로 선언한 베릴로그 라인/블락 코멘트 내에서 tcl 스크립트로 기술되며, tcl 스크립트는 TCL 쉘을 통하여 RTL 코드(420)로 변환된 후 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드와 결합된다.
도 5는 그래픽 에디터에서 생성된 스키매틱 회로의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 직사각형 모양 등의 모듈들이 AMBA 버스를 통해 상호 연결되어 스키매틱 회로가 생성됨을 알 수 있다. 상기 생성된 스키매틱 회로의 데이터 베이스를 입력받아, AMBA 생성기는 스키매틱 회로의 RTL 코드를 생성한다.
도 6은 그래픽 에디터에서 생성된 AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로의 일례 및 그에 대응되는 AMBA 버스의 주변 회로를 포함하는 스키매틱 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 6의 위 부분에는, AHB를 통해 상호 연결된 3개의 마스터들(마스터1, 마스터2, 마스터3) 및 2개의 슬레이브들(슬레이브1, 슬레이브2)을 포함하는 최상위 단계의 제1 스키매틱 회로(610)가 도시되고, 도 6의 아래 부분에는 상기 AHB를 확대할 때 나타나는 AHB의 주변 회로를 포함하는 제2 스키매틱 회로(620)가 도시된다. 상기 AHB의 주변 회로는 제1 먹서(MUXER1)를 제어하는 아비터 및 제2 먹서(MUXER2)를 제어하는 디코더를 포함한다. 제1 먹서(MUXER)는 아비터의 제어신호에 응답하여 슬레이브들(슬레이브1, 슬레이브 2)중 하나를 선택하고, 제2 먹서(MUXER)는 디코더의 제어신호에 응답하여 마스터들(마스터1, 마스터 2, 마스터 3)중 하나를 선택한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 생성 방법에 의해 생성되는 RTL 코드는 2 단계의 계층들(즉, 제1 스키매틱 회로(610)에 대한 RTL 코드와 제2 스키매틱 회로(620)에 대한 RTL 코드)을 가진다. 그리고, 상기 생성되는 RTL 코드의 종류는 3가지로서 제1 스키매틱 회로(620) 상에 배치되는 모듈들(마스터1, 마스터2, 마스터3, 슬레이브1, 슬레이브2)의 RTL 코드, AHB의 RTL 코드, 및 AHB 컴포넌트(아비터, MUXER1, MUXER2, 디코더)의 RTL 코드가 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법은, RTL 코드를 자동으로 통합하여 생성시키므로, AMBA 시스템 집적회로의 설계시간을 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 설계 오류를 감소시켜 후속 제품을 설계하는 데 적합한 데이터베이스의 구축을 가능하게 한다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2a는 모든 포트들을 가지는 모듈의 일반 심벌의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 2a에 대응되는 도면으로서 AMBA 버스의 프로토콜과 관련된 포트들을 추상화한 번들 포트들을 가지는 모듈의 심벌의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 모듈의 포트 번들 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 AMBA 컴포넌트의 템플릿 코드의 일례 및 그에 대응하는 RTL 코드를 나타내는 도면이다.
도 5는 그래픽 에디터에서 생성된 스키매틱 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 그래픽 에디터에서 생성된 AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로의 일례 및 그에 대응되는 AMBA 버스의 주변 회로를 포함하는 스키매틱 회로의 일례를 나타내는 도면이다.

Claims (6)

  1. (a) AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로에 포함되는 모듈들의 추상화된 심벌들을 생성하는 단계;
    (b) AMBA 컴포넌트의 템플릿 코드로부터 RTL코드를 생성하는 단계;
    (c) 상기 AMBA 시스템 집적 회로의 스키매틱 회로를 생성하는 단계;
    (d) 상기 (c) 단계에서 생성된 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드를 생성하는 단계; 및
    (e) 상기 (b) 단계에서 생성된 AMBA 컴포넌트에 대한 RTL 코드와 상기 (d) 단계에서 생성된 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드를 결합하여 상기 AMBA 시스템 집적 회로의 RTL 코드를 자동으로 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (e) 단계는
    선택적으로 공급되는 마더 설계 정보에 의해 상기 모듈들의 AMBA 버스를 통한 연결을 제외한 상기 모듈들과 외부 회로 상호간의 연결에 대한 RTL 코드를 자동으로 생성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 추상화된 심벌은
    AMBA 버스의 프로토콜과 관련된 포트들을 결합하여 하나의 번들 포트로 표현하는 심벌인 것을 특징으로 하는 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 템플릿 코드는 고정 코드 및 파라미터 코드를 포함하며,
    상기 고정 코드의 RTL 코드는 TCL 쉘을 통하지 않고 복사되어 상기 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드와 결합되고,
    상기 파라미터 코드는 tcl 스크립트로서 기술되며 상기 tcl 스크립트는 상기 TCL 쉘을 통하여 RTL 코드로 변환되어 상기 스키매틱 회로에 대한 RTL 코드와 결합되는 것을 특징으로 하는 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 생성되는 AMBA 시스템 집적 회로의 RTL 코드는 2 단계 계층의 코드인 것을 특징으로 하는 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계 코드의 자동 통합 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 생성되는 AMBA 시스템 집적 회로의 RTL 코드는 상기 스키매틱 회로 상에 배치되는 모듈들의 RTL 코드, 상기 AMBA 버스의 RTL 코드, 및 상기 AMBA 컴포넌트의 RTL 코드인 것을 특징으로 하는 AMBA 시스템 집적 회로의 레지스터 전송 단계의 자동 통합 방법.
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