KR20200061371A - 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량용 제어 장치를 위한 데이터 스트림을 분배하기 위한 방법 및 분배 장치 - Google Patents
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Abstract
본원에 제시된 발명은 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량(115)용 제어 장치(110)를 위한 데이터 스트림(105, 107)을 분배하기 위한 분배 장치(100)에 관한 것이다. 분배 장치(100)는 센서 데이터 스트림(105, 107)을 처리하도록 구성된 제1 컴퓨터 유닛(120) 및 적어도 하나의 추가의 컴퓨터 유닛(125)을 포함한다. 또한, 분배 장치(100)는 적어도 하나의 제1 센서의 제1 센서 데이터 스트림(105) 및 적어도 하나의 추가의 센서의 적어도 하나의 추가의 센서 데이터 스트림(107)을 판독하여, 선택적으로 적어도 제1 컴퓨터 유닛(120) 또는 추가의 컴퓨터 유닛(125)에 분배하도록 구성된 분배 기기(130)를 포함한다.
Description
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 장치 또는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 대상은 또한 컴퓨터 프로그램이다.
영어로 "운전자 보조(driver assistance)"라 불리는, 안전에 중요한 차량용 애플리케이션을 위한 현대의 중앙 제어 장치에서, 마이크로 컨트롤러와 마이크로 프로세서의 조합이 사용된다. 이때, 각각의 유닛이 전용 작업 및 전용 인터페이스를 갖기 때문에 데이터 스트림을 분배하기 위한 특별한 준비가 필요하지 않다. 물론 여러 프로세서가 있을 경우에도 시스템에서 고정된 작업 분배가 이루어진다.
이러한 배경으로, 본원에 제시된 발명에는 주 청구항들에 따라, 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량용 제어 장치를 위한 데이터 스트림을 분배하기 위한 분배 장치와, 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량용 제어 장치를 위한 데이터 스트림을 분배하기 위한 방법과, 마지막으로 상응하는 컴퓨터 프로그램이 제시된다. 종속 청구항에 열거된 조치들에 의해 독립 청구항에 기재된 분배 장치의 바람직한 개량 및 개선이 가능하다.
제시된 발명에 의해 달성 가능한 장점은, 본원에 제시된 분배 장치로 인해 매우 큰 데이터 스트림도 병목 현상 없이 빠르고 효율적으로 분배 및 처리될 수 있다는 것이다. 이는 차량 승객의 안전을 보장하거나 증가시키기 위해, 특히 차량의 운전자 보조 시스템에서 안전에 중요한 애플리케이션용 제어 장치를 위해 중요하다.
고도로 자동화되어 주행 가능한 차량용 제어 장치를 위한 데이터 스트림을 분배하기 위한 분배 장치는, 센서 데이터 스트림을 처리하도록 구성된 적어도 하나의 제1 컴퓨터 유닛 및 적어도 하나의 추가의 컴퓨터 유닛을 포함한다. 또한, 분배 장치는, 적어도 하나의 제1 센서의 제1 센서 데이터 스트림 및 적어도 하나의 추가의 센서의 적어도 하나의 추가의 센서 데이터 스트림을 판독하여, 선택적으로 적어도 하나의 제1 컴퓨터 유닛 또는 적어도 하나의 추가의 컴퓨터 유닛에 분배하도록 구성된 분배 기기를 포함한다.
제1 컴퓨터 유닛 및/또는 추가의 컴퓨터 유닛은 각각 프로세서일 수 있다. 분배 기기는, 소위 스위치, 예를 들어 저 지연 PCIe(PCI: Peripheral Component Interconnect)-스위치로 형성될 수 있는데, 이는 제1 센서 데이터 스트림을 선택적으로 제1 컴퓨터 유닛 또는 추가의 컴퓨터 유닛으로 분배하고, 추가의 센서 데이터 스트림을 선택적으로 제1 컴퓨터 유닛 또는 추가의 컴퓨터 유닛으로 분배하도록 구성된다. 분배 기기와 컴퓨터 유닛은 예를 들어 PCI-버스를 통해 서로 접속될 수 있다. 선택적인 분할은, 분배 장치의 현재 상태에 따라 센서 데이터 스트림이 제1 컴퓨터 유닛 또는 추가의 컴퓨터 유닛에 할당될 수 있다는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 개별 컴퓨터 유닛의 현재 활용도에 따라, 센서 데이터 스트림은 현재 컴퓨터 용량이 여유가 있는 해당 컴퓨터 유닛에 할당될 수 있다. 이러한 분배 기기로 인해, 센서 데이터 스트림이 여러 컴퓨터 유닛들로 분할될 수 있으며, 이에 의해 바람직하게 병목 현상이 발생하지 않는다.
또한, 분배 장치는, 센서-로우 데이터(raw data) 스트림을 적어도 제1 센서로부터 제1 센서 데이터 스트림으로 채널링(channeling)하도록 구성된 제1 채널링 장치와, 추가의 센서-로우 데이터 스트림을 적어도 추가의 센서로부터 추가의 센서 데이터 스트림으로 채널링하도록 구성된 추가의 채널링 장치를 포함할 수 있다. 채널링 장치는 각각 PCI를 이용하여 분배 기기와 결합될 수 있고, 예를 들어, 복수의 데이터 스트림을 채널링할 수 있도록 프로그램 가능한 FPGA로서 형성될 수 있다. 채널링 장치에 의해 분배 기기의 인터페이스가 축소되어 유지될 수 있다.
또한, 분배 장치가 제1 컴퓨터 유닛 및/또는 추가의 컴퓨터 유닛을 적어도 하나의 차량 장치 및/또는 적어도 하나의 추가 처리 장치에 접속시키도록 구성된 적어도 하나의 접속 장치를 포함하는 경우, 이는, 처리된 데이터 스트림에 의해 무엇인가 차량 내에서 영향을 받거나 제어되고 그리고/또는 예를 들어, 처리된 데이터 스트림의 캐스케이드(cascaded) 추가 처리가 추가 처리 장치에서 수행될 수 있는 것을 가능하게 한다. 따라서, 처리된 데이터 스트림은 예를 들어 차량의 액추에이터를 위한 제어 신호를 포함할 수 있다. 처리된 매우 많은 데이터 스트림을 신속하게 전송하기 위해, 접속 장치는 적어도 하나의 이더넷-인터페이스 및/또는 적어도 하나의 이더넷-케이블을 포함할 수 있다.
본원에 제시된 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 분배 장치는 또한 차량 장치 및/또는 추가 처리 장치를 포함할 수 있다. 차량 장치는 액추에이터일 수 있다. 추가 처리 장치는, 제1 컴퓨터 유닛 또는 적어도 하나의 추가의 컴퓨터 유닛에 의해 처리된 데이터 스트림을 판독하고, 다시 처리하여 차량 장치 또는 추가의 차량 장치에 제공하도록 구성될 수 있는 추가의 컴퓨터 유닛일 수 있다. 차량 장치 및/또는 추가의 차량 장치는 예를 들어 신체 보호 시스템용 트리거링 장치를 포함할 수 있다. 이 트리거링 장치는 본원에 제시된 분배 장치에 의해 에어백과 같은 신체 보호 수단의 특히 빠른 트리거링에 작용할 수 있다.
분배 장치는 또한 제1 센서 및 추가의 센서를 포함할 수 있다. 제1 센서는 예를 들어 환경 검출 장치일 수 있고, 추가의 센서는 가속도 센서일 수 있다.
고도로 자동화되어 주행 가능한 차량용 제어 장치를 위한 데이터 스트림을 분배하기 위한 방법은 적어도 이하의 단계를 포함한다:
적어도 하나의 제1 센서의 적어도 하나의 제1 센서 데이터 스트림 및 적어도 하나의 추가의 센서의 적어도 하나의 추가의 센서 데이터 스트림을 판독하여, 선택적으로 적어도 하나의 제1 컴퓨터 유닛 또는 추가의 컴퓨터 유닛에 분배하는 단계와,
센서 데이터 스트림을 처리하는 단계.
이러한 방법은 예를 들어 소프트웨어 또는 하드웨어, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 혼합 형태로, 예를 들어 제어 장치, 예를 들어 이전에 제시된 분배 장치에서 구현될 수 있다. 또한, 이러한 방법은 본 발명의 기초가 되는 과제를 빠르고 효율적으로 해결할 수 있다.
또한, 반도체 메모리, 하드 디스크 메모리 또는 광 메모리와 같은 컴퓨터 판독 가능한 캐리어 또는 저장 매체 상에 저장될 수 있고, 특히, 프로그램 제품 또는 프로그램이 컴퓨터 또는 장치에서 실행될 경우, 전술한 실시예 중 하나에 따른 방법의 단계를 실행, 구현 및/또는 제어하기 위해 사용되는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품 또는 컴퓨터 프로그램이 바람직하다.
이하 본원에 제시된 발명의 실시예가 도면에 도시되고 이하의 설명에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 일 실시예에 따른 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량용 제어 장치를 위한 데이터 스트림을 분배하기 위한 분배 장치의 블록 선도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 추가 처리 장치를 갖는 분배 장치의 블록 선도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량용 제어 장치를 위한 데이터 스트림을 분배하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 추가 처리 장치를 갖는 분배 장치의 블록 선도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량용 제어 장치를 위한 데이터 스트림을 분배하기 위한 방법의 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명에서, 다양한 도면에 도시되고 유사하게 작용하는 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 번호가 사용되고 이들 요소들의 반복되는 설명을 생략한다.
일 실시예가 제1 특징과 제2 특징 사이에 접속사 "및/또는"을 포함할 경우, 이는, 상기 실시예가 하나의 실시 양태에 따라 제1 특징뿐만 아니라 제2 특징도 포함하고, 다른 실시 양태에 따라 단지 제1 특징만을 또는 단지 제2 특징만을 포함한다는 것을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량(115)용 제어 장치(110)를 위한 데이터 스트림(105, 107)을 분배하기 위한 분배 장치(100)의 블록 선도를 도시한다.
분배 장치(100)는 본원에 도시된 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량(115)의 제어 장치(110)에 데이터 스트림(105, 107)을 분배하도록 구성된다. 분배 장치(100)는 이 실시예에 따라 제어 장치(110) 내에 수용되며, 제어 장치는 다시 차량(115) 내에 수용된다. 데이터 스트림(105, 107)을 분배하기 위해, 분배 장치(100)는 적어도 하나의 제1 컴퓨터 유닛(120, 122) 및 적어도 하나의 추가의 컴퓨터 유닛(125, 127)을 포함하며, 이 컴퓨터 유닛들은 센서 데이터 스트림(105, 107)을 처리하도록 구성된다. 또한, 분배 장치(100)는 분배 기기(130)를 포함하며, 이 분배 기기는, 적어도 하나의 제1 센서(135, 137)의 제1 센서 데이터 스트림(105) 및 적어도 하나의 추가의 센서(140, 142)의 적어도 하나의 추가의 센서 데이터 스트림(107)을 판독하여, 선택적으로 적어도 하나의 제1 컴퓨터 유닛(120, 122) 또는 적어도 하나의 추가의 컴퓨터 유닛(125, 127)에 분배하도록 구성된다. 이 실시예에 따르면, 제1 센서 데이터 스트림(105)은 제1 컴퓨터 유닛(120)에 그리고 추가의 센서 데이터 스트림(107)은 추가의 컴퓨터 유닛(125)에 분배된다. 센서(135, 137, 140, 142)의 전부 또는 일부가 실시예에 따라 제어 장치(110)의 내부 또는 외부에 배열될 수 있다.
이하에 설명되는 분배 장치(100)의 특징은 임의적이다.
분배 장치(100)는 이 실시예에 따라 복수, 여기서는 예시적으로 4개의 컴퓨터 유닛(120, 122, 125, 127)을 포함한다. 또한, 이 실시예에 따르면, 분배 장치(100)는 분배 기기(130)와 센서(135, 137, 140, 142) 사이에 연결된 복수의 채널링 장치(145, 155)를 포함한다. 예를 들어, 제1 채널링 장치(145)는 제1 센서(135, 137)로부터 제1 센서 데이터 스트림(105)으로 센서-로우 데이터 스트림(150)을 채널링하도록 구성된다. 이에 상응하여, 추가의 채널링 장치(155)는 추가의 센서(140, 142)의 추가의 센서-로우 데이터 스트림(160)을 추가의 센서 데이터 스트림(107)으로 채널링하도록 구성된다. 따라서, 각각의 채널링 장치(145, 155)는 복수의 센서의 복수의 센서-로우 데이터 스트림을 센서 데이터 스트림으로 채널링하도록 구성된다.
또한, 이 실시예에 따른 분배 장치(100)는 적어도 하나의 접속 장치(165), 예를 들어, 제1 컴퓨터 유닛(120) 및/또는 추가의 컴퓨터 유닛(125)과, 적어도 하나의 차량 장치(170) 및/또는 적어도 하나의 추가 처리 장치(175)를 접속시키도록 구성된 인터페이스를 포함한다.
이 실시예에 따르면, 추가 처리 장치(175)는 분배 장치(100)의 일부이다. 추가 처리 장치(175)는 도 2에서 더 상세하게 설명된다. 차량 장치(170)는 예를 들어 차량(115)의 액추에이터이며, 예를 들어 신체 보호 시스템을 위한 적어도 하나의 트리거링 장치를 포함한다.
제1 센서(135)는 예를 들어 환경 검출 장치로서, 그리고 추가의 센서(140)는 예를 들어 가속도 센서로서 형성된다.
이 실시예에 따르면, 센서(135, 137)와 제1 채널링 장치(145) 사이에는 각각 하나의 미디어 컨버터(185)가 연결된다. 또한, 추가의 센서(140, 142)와 추가의 채널링 장치(155) 사이에는 각각 하나의 미디어 컨버터(185)가 배열된다. 신호(190) 형태의 센서-로우 데이터 스트림(150, 160)이 본 실시예에 따라 10G-이더넷을 이용하여, 또는 대안 실시예에 따라 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)를 이용하여 미디어 컨버터(185)와 채널링 장치(145, 155) 사이에서 전송된다. 또한 일 실시예에 따르면, 분배 기기(130)는 측정 기술 장치(195)와 결합된다.
이하 분배 장치(100)가 다시 보다 상세히 설명된다:
본원에 제시된 분배 장치(100)는 제어 장치(110), 예를 들어 자동화 주행을 위한 중앙 제어 장치 내의 효율적인 네트워크 구조를 나타낸다.
완전 자동화 또는 고도 자동화 주행을 위한 중앙 제어 장치의 경우, 데이터 처리량 및 컴퓨팅 성능에 대한 요구가 커서, 알려진 중앙 제어 장치에서는 다양한 작업들에 특정된 컴퓨터의 클러스터를 이용해야만 한다. 시퀀스 및 분배를 가능한 한 효율적으로 구성하기 위해, 본원 제시된 분배 장치(100)를 통해, 데이터 스트림이 가급적 다른 프로세스와 독립적으로, 교차하지 않고 상이한 매체에 분배되어 실행되는 네트워크 구조가 바람직하다. 양호한 구조에 대한 목표는 보틀넥, 즉, 병목 현상을 방지하는 것인데, 그 이유는 시스템 내의 병목 현상이 구조 및 전체 성능을 파괴할 수도 있기 때문이다. 본원에 제시된 분배 장치(100)를 통해 이러한 병목 현상이 바람직하게 방지된다. 바람직하게는 자동차 분야에서, 요구된 데이터 양을 처리하는 가능성이 제공된다.
로우 데이터를 분배하고, 또한 결합된 복수의 컴퓨터 유닛(120, 125)에서 병렬로 데이터를 처리하는 것이 가능하도록, 중앙 제어 장치에서 효율적인 데이터 통신 구조가 확립되는 것이 분배 장치(100)를 통해 가능하다. 여기서 주요 특징은 다르게 광범위하게 처리된 데이터 스트림(105, 107)이 상이한 데이터 경로/전송 매체 상에 분배되는 것이다.
구체적으로, 이는, 좌우 측에서 볼 수 있는 센서-로우 데이터 스트림(150) 및 추가의 센서-로우 데이터 스트림(160) 형태의 센서-로우 데이터들이 각각, 채널링 장치(145, 155) 형태의 프로그램 가능한 구성 요소를 통해, 이 경우 각각 FPGA를 통해 분배 장치(100)의 시스템으로 채널링되며, 분배 기기(130) 형태의 저 지연 중앙 PCIe-스위치를 통해, 데이터 처리를 위해 준비된 컴퓨터 유닛(120, 122, 125, 127)으로 임의로 분배된다는 것이다. 컴퓨터 유닛(120, 122, 125, 127)에서 처리된 후에, 사전 처리된 데이터가 접속 장치(165)를 통해, 여기서는 이더넷을 이용하여, 그 다음 유닛, 여기서는 추가 처리 장치(175)에 계속 분배된다. 상기 시스템은 박스를 가질 수 있을 뿐만 아니라, 도시된 추가 처리 장치(175)와 캐스케이드되어 사용될 수 있으며, 이 실시예에 따르면, 이를 위해, 컴퓨터 유닛(120, 125) 형태의 전처리 박스의 데이터 입력부가, 추가의 처리가 수행되는 추가 처리 장치(175) 형태의 추가의 박스의 센서 입력부와 접속된다. 이는 도 2에 다시 더 상세히 도시된다. 분배 장치(100) 형태의 전체 시스템을 통해 이러한 선형 데이터 흐름이 보장된다.
이 실시예에 따르면, 데이터 스트림(105, 107)이 PCIe(180)를 이용하여 컴퓨터 유닛(120, 122, 125, 127)에 분배된다. 대안적인 실시예에 따르면, 이더넷 및/또는 오로라(Aurora) 및/또는 LVDS를 이용하여 데이터 스트림(105, 107)을 복수의 컴퓨터에 분배하기 위해, 다른 물리적 인터페이스로 전환된다. 대안적인 실시예에 따르면, 로우 데이터 스트림(150, 160) 또는 데이터 스트림(105, 107)은 적어도 부분적으로 여기서는 MIPI-CSI 접속부(197)로 형성된 포인트-투-포인트 접속부에 의해 전용 컴퓨터 장치(120, 122, 125, 127)로 전송될 수 있으며, 복수의 컴퓨터 상으로의 데이터 분배는 불가능하거나 매우 어렵다. 대안적인 실시예에 따르면, 지향적이고 개별적인 데이터 경로가 생략되고 데이터는 모두 중앙 집중식 분배 권한을 통해 실행될 수 있다.
분배 장치(100)에서의 데이터 흐름은 비 방향성 데이터 흐름 구조에 비해 개선되어, 실행 시간이 바람직하게 감소된다. 따라서, 본원에서 제시된 분배 장치(100)는 자동차 분야, 특히 운전자 보조 시스템에 대한 증가된 데이터 처리량 요구에 적합하다.
도 2는 일 실시예에 따른 추가 처리 장치(175)를 갖는 분배 장치(100)의 블록 선도를 도시한다. 이는 도 1을 참조하여 설명된 분배 장치(100)일 수 있다. 컴퓨터 유닛(120, 125)은 이더넷(200)을 이용하여 추가 처리 장치(175)와 접속된다. 대안적인 실시예에 따르면, 컴퓨터 유닛(120, 125) 및 추가 처리 장치(175)의 애플리케이션은 동일한 박스(205)에 할당된다.
도 3은 일 실시예에 따른 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량용 제어 장치를 위한 데이터 스트림을 분배하기 위한 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 이는 선행 도면 중 하나를 참조하여 설명된 분배 장치 중 하나에 의해 실행 가능한 방법(300)일 수 있다.
방법(300)은 판독 및 선택적인 분배의 적어도 하나의 단계(305) 및 처리의 단계(310)를 포함한다.
판독 및 선택적인 분배의 단계(305)에서, 적어도 하나의 제1 센서의 적어도 하나의 제1 센서 데이터 스트림 및 적어도 하나의 추가의 센서의 적어도 하나의 추가의 센서 데이터 스트림이 판독되어, 선택적으로 적어도 하나의 제1 컴퓨터 유닛으로 분배되거나 또는 다른 컴퓨터 유닛으로 분배된다. 처리의 단계(310)에서, 센서 데이터 스트림이 처리된다.
본원에 제시된 방법 단계들은 설명된 것과 다른 순서로 반복되고 실행될 수 있다.
Claims (10)
- 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량(115)용 제어 장치(110)를 위한 데이터 스트림(105, 107)을 분배하기 위한 분배 장치(100)이며, 분배 장치(100)는 적어도 이하의 특징들,
센서 데이터 스트림(105, 107)을 처리하도록 구성된 적어도 하나의 제1 컴퓨터 유닛(120, 122) 및 적어도 하나의 추가의 컴퓨터 유닛(125, 127)과,
적어도 하나의 제1 센서(135, 137)의 제1 센서 데이터 스트림(105) 및 적어도 하나의 추가의 센서(140, 142)의 적어도 하나의 추가의 센서 데이터 스트림(107)을 판독하여, 선택적으로 적어도 하나의 제1 컴퓨터 유닛(120, 122) 또는 적어도 하나의 추가의 컴퓨터 유닛(125, 127)에 분배하도록 구성된 분배 기기(130)를 포함하는, 분배 장치(100). - 제1항에 있어서, 센서-로우 데이터 스트림(150)을 적어도 하나의 제1 센서(135, 137)로부터 제1 센서 데이터 스트림(105)으로 채널링하도록 구성된 제1 채널링 장치(145)와,
추가의 센서-로우 데이터 스트림(160)을 적어도 하나의 추가의 센서(140, 142)로부터 추가의 센서 데이터 스트림(107)으로 채널링하도록 구성된 추가의 채널링 장치(155)를 구비하는, 분배 장치(100). - 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 컴퓨터 유닛(120, 122) 및/또는 추가의 컴퓨터 유닛(125, 127)을 적어도 하나의 차량 장치(170) 및/또는 적어도 하나의 추가 처리 장치(175)에 접속시키도록 구성된 적어도 하나의 접속 장치(165)를 구비하는, 분배 장치(100).
- 제3항에 있어서, 차량 장치(170) 및/또는 추가 처리 장치(175)를 구비하는, 분배 장치(100).
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 차량 장치(170)가 신체 보호 시스템용 트리거링 장치를 포함하는, 분배 장치(100).
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제1 센서(135, 137) 및 적어도 하나의 추가의 센서(140, 142)를 구비하는, 분배 장치(100).
- 제6항에 있어서, 적어도 하나의 제1 센서(135, 137)는 환경 검출 장치이고, 적어도 하나의 추가의 센서(140, 142)는 가속도 센서인, 분배 장치(100).
- 고도로 자동화되어 주행 가능한 차량(115)용 제어 장치(110)를 위한 데이터 스트림(105, 107)을 분배하기 위한 방법(300)이며, 방법(300)은 적어도,
적어도 하나의 제1 센서(135, 137)의 적어도 하나의 제1 센서 데이터 스트림(105) 및 적어도 하나의 추가의 센서(140, 142)의 적어도 하나의 추가의 센서 데이터 스트림(107)을 판독하여, 선택적으로 적어도 하나의 제1 컴퓨터 유닛(120, 122) 또는 추가의 컴퓨터 유닛(125, 127)에 분배하는 단계(305)와,
센서 데이터 스트림(105, 107)을 처리하는 단계(310)를 포함하는, 분배 방법(300). - 제8항에 따른 방법(300)을 실행하도록 설치된 컴퓨터 프로그램.
- 제9항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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