自上世紀(jì)90年代Linux首次應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，至今已過了近10年。10年間，隨著芯片技術(shù)、總線技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式處理器也從8位單片機(jī)時(shí)代發(fā)展到了如今高低端處理器百花齊放的時(shí)代。32位、16位處理器的價(jià)格不再是那么高不可攀。在這種背景下，本課題擬研究一種適用于小規(guī)模現(xiàn)場的，低成本的，具有RS-232C和CAN總線通訊方式且可在線進(jìn)行軟件更新的監(jiān)控系統(tǒng)。 現(xiàn)今，很多監(jiān)控系統(tǒng)都以裝有微軟操作系統(tǒng)的IPC作為監(jiān)督平臺(tái)，以單片機(jī)、PLC、DSP等作為DDC控制器，通過串口等方式通訊。其開發(fā)周期短，但成本總體較高，通訊方式單一。 本課題首先對(duì)幾種嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行比較，確定了以ARM核的處理器和Linux作為本監(jiān)督平臺(tái)的處理器和操作系統(tǒng)；其次研究了Linux在ARM上的移植以及運(yùn)行過程，包括引導(dǎo)加載程序vivi、Linux2.6內(nèi)核、根文件系統(tǒng)、各種外設(shè)(包括觸摸屏與以太網(wǎng)等)驅(qū)動(dòng)程序的移植，以及基于Qt/E的串口通訊的圖形用戶界面的開發(fā)；最后對(duì)CAN總線以及RS-232C通訊方式在ARM7核的處理器及單片機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行研究。 基于以上研究開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)督平臺(tái)以S3C2410處理器為核心，以Linux2.6內(nèi)核為操作系統(tǒng)，以觸摸屏為主要人機(jī)界面，具有RS-232C和以太網(wǎng)通訊方式，其成本較低，體積較小，功能較為靈活；其DDC控制器由基于STC5410AD和ARM7核的LPC2119的兩塊控制板以及一塊RS-232C與CAN總線轉(zhuǎn)換板組成，其控制功能更加強(qiáng)大，通訊方式也更加多樣化；另外，監(jiān)督平臺(tái)與DDC控制器均可在線更新程序，降低了系統(tǒng)維護(hù)難度。 經(jīng)過實(shí)踐調(diào)試，本監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件均工作正常，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。本監(jiān)控系統(tǒng)可應(yīng)用于電力、化工、機(jī)電等多個(gè)領(lǐng)域的現(xiàn)場，具有較強(qiáng)的通用性。
標(biāo)簽： Linux ARM 監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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近年來，在鋼鐵材質(zhì)質(zhì)量檢測的研究領(lǐng)域，電磁無損檢測方法以其非破壞性和簡便快速的優(yōu)點(diǎn)取得了大量成果，然而對(duì)于鋼材及其制品的混料、硬度和裂紋質(zhì)量檢測還存在許多難題.如用傳統(tǒng)檢測平臺(tái)檢測鋼鐵件硬度的檢測精度和速度都不夠理想。 基于上述情況，論文將先進(jìn)的SOPC技術(shù)應(yīng)用到鋼鐵件的電磁無損檢測中。SOPC技術(shù)將處理器、存儲(chǔ)器、IO接口、各種外圍設(shè)備等系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要的部件集成到一個(gè)可編程邏輯器件上，構(gòu)建成一個(gè)可編程的片上系統(tǒng)。 論文詳細(xì)論述了基于FPGA的電磁無損檢測試驗(yàn)裝置的理論基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上給出了總體設(shè)計(jì)方案。全文著重?cái)⑹隽讼到y(tǒng)的模擬部分，系統(tǒng)配置以及軟件部分的整個(gè)設(shè)計(jì)過程。利用QuartusⅡ自定義外設(shè)和Avalon總線多主并行處理的特點(diǎn)，采用Vefilog HDL，語言實(shí)現(xiàn)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器和高速數(shù)據(jù)采集器，使得信號(hào)激勵(lì)和信號(hào)采集在同一片芯片中實(shí)現(xiàn)，從而提高了信號(hào)及信號(hào)處理的精確度。由于電磁檢測對(duì)多種參數(shù)的敏感反應(yīng)，必須抑制由此引入的多種因素的干擾，利用FIR數(shù)字濾波和相關(guān)方法從眾多的干擾信號(hào)中提取出有效信號(hào)的幅度和相位，同時(shí)利用NiosⅡC2H功能對(duì)濾波模塊進(jìn)行硬件加速處理，大大提高了信號(hào)處理的速度。利用最小二乘法建立回歸方程模型進(jìn)行無損檢測。最后運(yùn)用此電磁無損檢測系統(tǒng)對(duì)軸承鋼的硬度進(jìn)行了定性測試，取得了較好的檢測結(jié)果。 試驗(yàn)結(jié)果表明，將SOPC技術(shù)應(yīng)用到電磁無損檢測系統(tǒng)中，系統(tǒng)的檢測速度和檢測精度都有所提高，并使得整個(gè)系統(tǒng)在規(guī)模、可靠性、性能指標(biāo)、開發(fā)成本、產(chǎn)品維護(hù)及硬件升級(jí)等多方面實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化。
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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目前的國內(nèi)的CCD高清攝相頭能夠輸出一組視頻信號(hào)和數(shù)字圖像信號(hào)，雖然視頻信號(hào)能夠直接在監(jiān)視器顯示，但是輸出的數(shù)字圖像信號(hào)占用存儲(chǔ)空間太大，不便于進(jìn)行傳輸。本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的數(shù)字圖像壓縮卡。 在過去的十幾年中，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂了一系列的國際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)并廣泛應(yīng)用到各種領(lǐng)域。It.264/AVC是ITU-T和ISO聯(lián)合推出的新標(biāo)準(zhǔn)，采用了近幾年視頻編碼方面的先進(jìn)技術(shù)，以較高編碼效率和網(wǎng)絡(luò)友好性成為新一代國際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。 新發(fā)展的H．264/AVC比原有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)大幅度提高了編碼效率，但其運(yùn)算復(fù)雜度也大大增加，本文簡要分析了H．264/AVC的復(fù)雜度及其優(yōu)化的途徑，給出了主要模塊的優(yōu)化算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 H．264/AVC仍基于以前視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償混合編碼方案，主要不同有：增強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測能力，準(zhǔn)確匹配的較小塊變換，自適應(yīng)環(huán)內(nèi)濾波器，增強(qiáng)的熵編碼。測試結(jié)果表明這些新特征使H．264/AVC編碼器提高50％編碼效率的同時(shí)，增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)的復(fù)雜度。實(shí)際中恰當(dāng)?shù)厥褂肏．264/AVC編碼工具可以較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度得到與復(fù)雜配置相當(dāng)?shù)木幋a效率。故實(shí)際編碼系統(tǒng)開發(fā)需要在運(yùn)算復(fù)雜性和編碼效率之間進(jìn)行折衷、兼顧考慮。H．264/AVC引入的新編碼特征既增加基本模塊的復(fù)雜度，也成倍增加算法的復(fù)雜度。針對(duì)它們的作用和實(shí)現(xiàn)方法的不同，可采用不同的硬件實(shí)現(xiàn)方法。本文基于上述思路進(jìn)行優(yōu)化，具體的工作包括：針對(duì)去塊濾波的復(fù)雜性，本文提出一種適合硬件實(shí)現(xiàn)的算法，使其在節(jié)省了資源的同時(shí)，很好的達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)所定義的性能。針對(duì)變換量化的復(fù)雜性，本文提出一種既滿足整體的硬件流水結(jié)構(gòu)，又極大的降低了硬件資源的實(shí)現(xiàn)方法。針對(duì)碼率控制的實(shí)現(xiàn)，本文提出了一種有別于傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式的算法，在保證實(shí)時(shí)性的同時(shí)，極大的提高了編碼器的性能。本文基于上述算法還進(jìn)行Baseline Profile編碼器的研究，給出了一種實(shí)時(shí)編碼器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高清圖像格式(720P)的實(shí)時(shí)編碼，并將其和當(dāng)前業(yè)界先進(jìn)水平進(jìn)行了對(duì)比，表明本文所實(shí)現(xiàn)得結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到當(dāng)前業(yè)界的先進(jìn)水平。
上傳時(shí)間： 2013-07-23
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本文完成了一種高速高性能數(shù)字脈沖壓縮處理器的設(shè)計(jì)和FPGA實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、方案論證及仿真、算法實(shí)現(xiàn)、結(jié)果的測試等。 緒論部分首先闡明了本課題研究的背景和意義，概述了雷達(dá)數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容，關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢，然后介紹了數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的要求，最后給出了本文的主要研究內(nèi)容。 第二章敘述了線性調(diào)頻信號(hào)脈沖壓縮的基本原理，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了實(shí)時(shí)性方面的論證，并基于MATLAB做了仿真分析。 第三章從數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方面將本系統(tǒng)劃分為三個(gè)部分：輸入部分、脈壓計(jì)算部分、輸出部分，并在流程圖中對(duì)各部分所要實(shí)現(xiàn)的功能做了介紹。 第四章首先總結(jié)了數(shù)字脈沖壓縮的實(shí)現(xiàn)途徑；提出了基于自定制浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式和分時(shí)復(fù)用蝶型結(jié)構(gòu)的數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。 第五章對(duì)輸入輸出模塊的功能做了詳細(xì)的描述，設(shè)計(jì)了具體的結(jié)構(gòu)和電路。 第六章針對(duì)系統(tǒng)的測試驗(yàn)證，提出面向SOC的模塊驗(yàn)證和系統(tǒng)軟硬協(xié)同驗(yàn)證的驗(yàn)證策略。通過Link for Modelsim工具，實(shí)現(xiàn)MATAB與Modelsim之間對(duì)VHDL代碼的聯(lián)合仿真測試，通過在線邏輯分析工具ChipScope，完成系統(tǒng)的片上測試，并分析系統(tǒng)的性能，證明系統(tǒng)的可實(shí)用性。滿足設(shè)計(jì)的要求。 本文研制的數(shù)字脈沖壓縮處理器具有動(dòng)態(tài)范圍大、處理精度高、處理能力強(qiáng)、體積小、重量輕、實(shí)時(shí)性好的優(yōu)點(diǎn)，為設(shè)計(jì)高性能的現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)提供了可靠的保證。
標(biāo)簽： 線性調(diào)頻信號(hào) 脈沖壓縮
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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基于布里淵散射的分布式光纖傳感器是當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文介紹了基于布里淵散射的分布式光纖傳感器的的原理、應(yīng)用；布里淵時(shí)域反射技術(shù)(BOTDR)和布里淵時(shí)域分析技術(shù)(BOTDA)的原理。 受激布里淵散射(SBS)的過程中，入射光和散射光滿足耦合振幅方程組。我們對(duì)該方程組采用有限差分法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并用Matlab模擬計(jì)算過程，對(duì)布里淵散射信號(hào)進(jìn)行分析。 根據(jù)布里淵散射信號(hào)的特點(diǎn)，我們采用基于Morlet小波變換的DSP信號(hào)算法來處理 BOTDR傳感信號(hào)。通過對(duì)該算法的核心單元——快速傅立葉變換(FFT)的硬件實(shí)現(xiàn)，我們?cè)赟tratix FPGA上實(shí)現(xiàn)了基于Morlet小波變換的DSP算法的硬件電路設(shè)計(jì)。 最后，在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)電路功能進(jìn)行實(shí)際的仿真和驗(yàn)證，并和Matlab得到結(jié)果進(jìn)行比較和分析。
標(biāo)簽： Morlet BOTDR 小波分析 信號(hào)處理
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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提出通過對(duì)分塊圖像的DCT 系數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮來改進(jìn)傳統(tǒng)的基于DCT 變換的圖像自嵌入水印算法，并結(jié)合灰度變換函數(shù)與JPEG 標(biāo)準(zhǔn)量化表重新設(shè)計(jì)了DCT 系數(shù)碼長分配表，大幅度提升了量化過程保留的圖
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)的通信系統(tǒng)相比，具有很強(qiáng)的抗窄帶干擾，抗多徑干擾，抗人為干擾的能力，并具有信息隱蔽、多址保密通信等優(yōu)點(diǎn)。在近年來得到了迅速的發(fā)展。本論文主要討論和實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的解擴(kuò)解調(diào)處理。論文對(duì)該直擴(kuò)通信系統(tǒng)和FPGA設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了相關(guān)研究，最后用Altera公司的最新的FPGA開發(fā)平臺(tái)Quarus Ⅱ5.0實(shí)現(xiàn)了相關(guān)設(shè)計(jì)。 整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分，發(fā)送部分和接收部分。發(fā)送部分主要有串并轉(zhuǎn)換、差分卷積編碼、PN碼擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制、成型濾波等模塊。接收部分主要有前端抗干擾、數(shù)字下變頻、解擴(kuò)解調(diào)等模塊。 論文首先介紹了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的特點(diǎn)以及相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了本論文的研究思路和內(nèi)容。 然后，論文分析了幾種常用的窄帶干擾抑制、載波同步及PN碼同步算法，結(jié)合實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了一種零中頻DSSS解調(diào)解擴(kuò)方案。給出了抗窄帶干擾、PN碼捕獲及跟蹤以及載波同步的算法分析，采用了基于數(shù)字外差調(diào)制的自適應(yīng)陷波器來進(jìn)行前端窄帶干擾抑制處理，用基于自適應(yīng)門限技術(shù)的滑動(dòng)相關(guān)捕獲和分時(shí)復(fù)用單相關(guān)器跟蹤來改善PN碼同步的性能，用基于硬判決的COSTAS(科斯塔斯)環(huán)來減少載波提取的算法復(fù)雜度，用改進(jìn)型CORDIC算法實(shí)現(xiàn)NCO來方便的進(jìn)行擴(kuò)展。 接著，論文給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和發(fā)送及接受子系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，給出了仿真結(jié)果。 然后論文介紹了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和它在真實(shí)系統(tǒng)中連機(jī)調(diào)試所得到的測試結(jié)果，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定，靈活性好，生產(chǎn)調(diào)試容易，體積小，便于升級(jí)等特點(diǎn)并且達(dá)到課題各項(xiàng)指標(biāo)的要求。 最后是對(duì)論文工作的一些總結(jié)和對(duì)今后工作的展望。
標(biāo)簽： FPGA 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間： 2013-07-04
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三維彩色信息獲取系統(tǒng)目的是獲取對(duì)象的三維空間坐標(biāo)和顏色信息。它是計(jì)算機(jī)視覺研究的重要內(nèi)容，也是當(dāng)前信息科學(xué)研究中的一個(gè)重要熱點(diǎn)。 本文首先介紹了三維信息獲取技術(shù)的意義和實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)總體方案。該方案合理劃分了系統(tǒng)的圖像處理任務(wù)，充分地利用了擁有的硬、軟件資源。闡述了基于FPGA處理器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理和系統(tǒng)工作時(shí)序。 本文還研究了圖像處理系統(tǒng)中的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)，總結(jié)出了較完整、規(guī)范化的設(shè)計(jì)流程和方法，介紹了從圖像處理算法到可編程邏輯器件的規(guī)范化映射方法，總結(jié)了在視頻系統(tǒng)中的高級(jí)設(shè)計(jì)技巧，包括并行流水線技術(shù)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方式等。 為了說明提出的設(shè)計(jì)方法，本文分析了基于自適應(yīng)閾值的結(jié)構(gòu)光條紋中心的方向模板快速檢測算法的硬件實(shí)現(xiàn)。該算法是把自適應(yīng)閾值法與可變方向模板法相結(jié)合，具有穩(wěn)定性好、精度高、計(jì)算簡單、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小、實(shí)現(xiàn)速度快的特點(diǎn)，此外，該方法有利于硬件快速實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐證明這種方法是實(shí)用的、有效的。 本文的重點(diǎn)在于研制了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)中視頻圖像處理專用集成電路。該集成電路是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速算法的核心，使用現(xiàn)場可編程器FPGA器件EPlK50實(shí)現(xiàn)提取激光線、提取人頭輪廓線和提取中心顏色線算法；該集成電路還要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的控制邏輯。控制部分包括將視頻采集輸出端口信號(hào)轉(zhuǎn)化為RGB真彩色信號(hào)的數(shù)據(jù)鎖存模塊、各FIFO緩存器的輸入輸出控制模塊和系統(tǒng)需要的其它信號(hào)控制模塊。提出提取輪廓線快速算法，即由FPGA處理器與主機(jī)交互式共同快速完成提取人頭正側(cè)影輪廓線算法。該專用集成電路研制是整個(gè)實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
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上傳時(shí)間： 2013-07-23
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回波消除器廣泛應(yīng)用于公用電話交換網(wǎng)(PSTN)、移動(dòng)通信系統(tǒng)和視頻電話會(huì)議系統(tǒng)等多種語音通信領(lǐng)域。在PSTN系統(tǒng)中，由于線路阻抗不匹配，遠(yuǎn)端語音信號(hào)通過混合線圈時(shí)產(chǎn)生一定泄漏，一部分信號(hào)又傳回遠(yuǎn)端，產(chǎn)生線路回波，回波的存在會(huì)嚴(yán)重影響語音通信質(zhì)量。本文主要針對(duì)線路回波進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了滿足實(shí)用要求的基于FPGA平臺(tái)的回波消除器。 首先，對(duì)回波產(chǎn)生原理和目前幾種常用回波消除算法進(jìn)行了分析，在研究自適應(yīng)回波消除器的各個(gè)模塊，特別是深入分析各種自適應(yīng)濾波算法和雙講檢測算法，綜合考慮各種算法的運(yùn)算復(fù)雜度和性能的情況下，這里采用NLMS算法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)回波消除器。針對(duì)傳統(tǒng)雙講檢測算法在近端語音幅度較低情況下容易產(chǎn)生誤判的情況，給出一種基于子帶濾波器組的改進(jìn)雙講檢測算法。 本文首先使用C語言實(shí)現(xiàn)回波消除器的各個(gè)模塊，其中包括自適應(yīng)濾波器、遠(yuǎn)端檢測、雙講檢測、非線性處理和舒適噪聲產(chǎn)生模塊。經(jīng)過仿真測試，相關(guān)模塊算法能夠有效提高回波消除器性能。在此基礎(chǔ)上，本文使用硬件描述語言Veillog HDL，在QuartusⅡ和ModelSim軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)各功能模塊，并通過模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)功能仿真以及時(shí)序仿真驗(yàn)證，最終在現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Arrav，F(xiàn)PGA)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)回波消除系統(tǒng)。本文詳細(xì)闡述了基于FPGA的設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)方法，并描述了自適應(yīng)濾波器、基于分布式算法FIR濾波器、除法器和有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)過程。 根據(jù)ITU-T G.168標(biāo)準(zhǔn)提出的測試要求，本文塒基于FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)回波消除系統(tǒng)進(jìn)行大量主客觀測試。經(jīng)過測試，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過G.168標(biāo)準(zhǔn)的要求，具有良好的回波消除效果。
上傳時(shí)間： 2013-06-18
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ATMEGA128最小系統(tǒng)原理圖ATMEGA128最小系統(tǒng)原理圖ATMEGA128最小系統(tǒng)原理圖
標(biāo)簽： ATMEGA 128 最小系統(tǒng) 原理圖
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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