本文首先從數(shù)控系統(tǒng)的組成與特點進行詳細分析，然后對運動控制卡在整個系統(tǒng)中承擔(dān)功能進行了分析。根據(jù)數(shù)字型號處理器件的快速運算能力和現(xiàn)場可編程門陣列器件的靈活、通用性提出了基于DSP器件和FPGA器件進行總體設(shè)計的規(guī)劃。 本文重點詳細闡述了四軸運動控制卡硬件電路的設(shè)計。通過對現(xiàn)有部分PC總線的介紹與比較，設(shè)計選擇了PCI總線作為上位PC與運動控制卡的通信總線，并且選擇PCI9052芯片來設(shè)計PCI接口模塊；基于DSP器件的特點，設(shè)計選擇了TMS320LF2407芯片為核心，進行運算控制單元的設(shè)計，同時對其主要內(nèi)部資源進行了分配。最后，根據(jù)硬件的原理圖，完成了具體電路板的制作。 對軟件設(shè)計，文章主要對插補算法在DSP上的實現(xiàn)作了一些探討。介紹了兩種加速模式：梯形加速模式和s曲線加速模式。就逐點比較法直線和圓弧插補算法以及數(shù)字積分插補原理也進行了分析。最終，提出總體程序流程控制、速度控制算法、插補算法等的程序設(shè)計框架，并進行了具體程序設(shè)計。
上傳時間： 2013-07-19
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電線電纜是國家經(jīng)濟建設(shè)的一項重要的產(chǎn)業(yè)，在鐵路通信中，皮泡皮通信電纜因為其具有與其它電纜相同性能的情況下，直徑小、成本低、重量輕的特點，得到了人們的青睞。而在單線擠塑機中的溫度控制直接影響電纜的性能質(zhì)量。溫度控制的可靠與否及其控制精度的高低己成為決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，溫度控制也成為生產(chǎn)工藝的重要組成部分。在工藝控制當(dāng)中，應(yīng)盡量減小其超調(diào)量、波動、響應(yīng)時間和偏差，這對產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)量和原料的節(jié)省都是及其重要的。 本文主要針對擠塑機的溫度這個參數(shù)進行控制。全文主要包括以下幾個部分：首先分析了傳統(tǒng)PID、和模糊控制的優(yōu)缺點。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)選用了模糊自適應(yīng)PID控制算法。在硬件方面，在分析了系統(tǒng)控制對象的基礎(chǔ)上，以LPC2131為控制核心，運用MAX6675采集溫度、LCD和鍵盤作為人機交換平臺、以PWM方式對固體繼電器進行控制。軟件方面，在ARM的集成開發(fā)環(huán)境AD1.2下，利用C語言，進行了軟件的設(shè)計與調(diào)試，實現(xiàn)了硬件的配置和整體控制系統(tǒng)的所有功能。同時也實現(xiàn)了用Modbus協(xié)議與PC機通訊的下位機部分程序，并運用串口調(diào)試助手V2.2測試了其功能性。另外論文詳細的給出了控制平臺的各個功能程序模塊軟件流程。通過在實驗室對系統(tǒng)進行了模擬實驗，該控制平臺運行穩(wěn)定，可靠，實現(xiàn)了預(yù)期的功能，證明了將模糊PID算法引入擠塑機溫度控制系統(tǒng)當(dāng)中，改善了系統(tǒng)的控制效果，具有更好的魯棒性和自適應(yīng)能力。
上傳時間： 2013-05-31
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激光打標是指利用高能量密度的激光束在物件表面作永久性標刻。激光打標以其“打標速度快、性能穩(wěn)定、打標質(zhì)量好”等優(yōu)勢，獲得了日益廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的激光打標系統(tǒng)一般是基于ISA總線或PCI總線的，運動控制卡必須插在計算機的PCI插槽內(nèi)，且不支持熱捅拔，影響了控制卡的穩(wěn)定性；以單片機為主控制器的激光打標控制卡雖然成本低、運行可靠，但由于其運算速度慢、存儲容量有限，限制了它的應(yīng)用范圍。 運動控制卡是激光打標系統(tǒng)的核心組成部分。本文設(shè)計了一種新型的基于USB總線，以FPGA為主控單元的振鏡掃描式激光打標控制卡，它利用了USB總線高速、穩(wěn)定、易用和FPGA資源豐富、處理能力強、易擴展等優(yōu)點，將PC機強大的信息處理能力與運動控制卡的運動控制能力相結(jié)合，具有信息處理能力強、開放程度高、使用方便的特點。 本文首先介紹了激光打標的原理，激光打標技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及激光打標系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。在對USB總線技術(shù)作了簡要介紹后，詳細討論了激光打標控制卡的硬件電路設(shè)計，包括USB接口電路，F(xiàn)PGA主控單元電路，D/A單元電路，存儲器電路，I/O接口電路等。接著對USB接口單元的固件程序和FPGA中USB接口功能模塊、D/A寫控制功能模塊和SRAM讀寫控制功能模塊的程序做了詳細設(shè)計，通過軟硬件調(diào)試，控制卡實現(xiàn)了USB通信，輸出兩路模擬信號，SRAM數(shù)據(jù)讀寫，數(shù)字量輸入輸出等功能。
上傳時間： 2013-04-24
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數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號與信息處理系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，同時也是軟件無線電系統(tǒng)中的核心模塊，在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)以及無線基站系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。為了能夠滿足目前對軟件無線電接收機自適應(yīng)性及靈活性的要求，并充分體現(xiàn)在高性能FPGA平臺上設(shè)計SOC系統(tǒng)的思路，本文提出了由高速高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片、高性能FPGA、PCI總線接口、DB25并行接口組成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案及實現(xiàn)方法。其中FPGA作為本系統(tǒng)的控制核心和傳輸橋梁，發(fā)揮了極其重要的作用。通過FPGA不僅完成了系統(tǒng)中全部數(shù)字電路部分的設(shè)計，并且使系統(tǒng)具有了較高的可適應(yīng)性、可擴展性和可調(diào)試性。 在時序數(shù)字邏輯設(shè)計上，充分利用FPGA中豐富的時序資源，如鎖相環(huán)PLL、觸發(fā)器，緩沖器FIFO、計數(shù)器等，能夠方便的完成對系統(tǒng)輸入輸出時鐘的精確控制以及根據(jù)系統(tǒng)需要對各處時序延時進行修正。 在存儲器設(shè)計上，采用FPGA片內(nèi)存儲器。可根據(jù)系統(tǒng)需要隨時進行設(shè)置，并且能夠方便的完成數(shù)據(jù)格式的合并、拆分以及數(shù)據(jù)傳輸率的調(diào)整。 在傳輸接口設(shè)計上，采用并行接口和PCI總線接口的兩種數(shù)據(jù)傳輸模式。通過FPGA中的宏功能模塊和IP資源實現(xiàn)了對這兩種接口的邏輯控制，可使系統(tǒng)方便的在兩種傳輸模式下進行切換。 在系統(tǒng)工作過程控制上，通過VB程序編寫了應(yīng)用于PC端的上層控制軟件。并通過并行接口實現(xiàn)了PC和FPGA之間的交互，從而能夠方便的在PC機上完成對系統(tǒng)工作過程的控制和工作模式的選擇。 在系統(tǒng)調(diào)試方面，充分利用QuartuslI軟件中自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTaplI，實時準確的驗證了在系統(tǒng)整個傳輸過程中數(shù)據(jù)的正確性和時序性，并極大的降低了用常規(guī)儀器觀測FPGA中眾多待測引腳的難度。 本文第四章針對FPGA中各功能模塊的邏輯設(shè)計進行了詳細分析，并對每個模塊都給出了精確的仿真結(jié)果。同時，文中還在其它章節(jié)詳細介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計、并行接口設(shè)計、PCI接口設(shè)計、PC端控制軟件設(shè)計以及用于調(diào)試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法，并且也對系統(tǒng)的仿真結(jié)果和測試結(jié)果給出了分析及討論。最后還附上了系統(tǒng)的PCB版圖、FPGA邏輯設(shè)計圖、實物圖及注釋詳細的相關(guān)源程序清單。
標簽： FPGA 控制 高速數(shù)據(jù)
上傳時間： 2013-07-09
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運動控制技術(shù)是機電一體化的核心部分，提高運動控制技術(shù)水平對于提高我國的機電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運動控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動化前進的旋律，是推動新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對于數(shù)控系統(tǒng)來說，最重要的是控制各個電機軸的運動，這是運動控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來控制各個電機軸運動從而實現(xiàn)數(shù)控加工的，數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標都與運動控制器直接相關(guān)。目前對數(shù)控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對步進、伺服電機進行控制的運動控制卡的研究。對PC-NC來說，運動控制卡的性能很大程度上決定了整個數(shù)控系統(tǒng)的性能，而微電子和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用，使運動控制卡的性能得到了不斷改進，集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對運動控制技術(shù)的深入研究，并針對國內(nèi)運動控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前運動控制領(lǐng)域的具體需要，緊跟當(dāng)前運動控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢，吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運動控制技術(shù)的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強大的、具有很大柔性的四軸多功能運動控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面： 首先，通過對運動控制卡及運動控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研，和對運動控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí)，在比較了幾種常用的運動控制方案的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的運動控制設(shè)計方案，并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計。 其次，根據(jù)總體設(shè)計，規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu)，詳細劃分并實現(xiàn)了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設(shè)計了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次，利用FPGA的資源實現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口，達到跟控制卡通信的目的，針對運動控制中的一些具體問題，如運動平穩(wěn)性、實時控制以及多軸聯(lián)動等，在FPGA上設(shè)計了四軸運動控制電路，定義了各個寄存器的具體功能，設(shè)計了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數(shù)器電路等，自動降速點運動、A／B相編碼器倍頻計數(shù)電路等特殊功能。最后，進行了本運動控制卡的測試，從測試和應(yīng)用結(jié)果來看，該卡達到預(yù)期的要求。
上傳時間： 2013-07-27
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要：應(yīng)用VC++中的MSComm控件實現(xiàn)了在工業(yè)控制領(lǐng)域中常用的PC機與單片機的異步串行通訊。使用M~omm控件編程簡單，能夠滿足串行通訊的要求，對于工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都是非常有用的參考。
上傳時間： 2013-08-05
上傳用戶：chuckbassboy
信息化社會的到來以及IP技術(shù)的興起，正深刻的改變著電信網(wǎng)絡(luò)的面貌以及未來技術(shù)發(fā)展的走向。無線通信技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)數(shù)字化社區(qū)提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業(yè)務(wù)的核心。如何在環(huán)境惡劣的無線環(huán)境中，實時傳輸高質(zhì)量的視頻面臨著巨大的挑戰(zhàn)，因此這也成為人們的研究熱點。 對于無線移動信道來說，網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時延擴展、噪聲影響和信道干擾等原因，無線移動通信不僅具有帶寬波動的特點，而且信道誤碼率高，經(jīng)常會出現(xiàn)連續(xù)的、突發(fā)性的傳輸錯誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時變特性，使得傳輸?shù)目煽啃源鬄榻档汀?視頻播放具有嚴格的實時性要求，這就要求網(wǎng)絡(luò)為視頻的傳輸提供足夠的帶寬.有保障的延時和誤碼率。為了獲得可接受的重建視頻質(zhì)量，視頻傳輸至少需要28Kbps左右的帶寬。而且視頻傳輸對時延非常敏感。然而無線移動網(wǎng)絡(luò)卻無法提供可靠的服務(wù)質(zhì)量。 基于無線視頻通信面臨的挑戰(zhàn)，本文在對新一代視頻編碼國際標準H.264/AVC研究的基礎(chǔ)上，主要在提高其編碼效率和H.264的無線傳輸抗誤碼性能，以及如何在嵌入式環(huán)境下實現(xiàn)H.264解碼器進行了研究。 結(jié)合低碼率和幀內(nèi)刷新，提出一種針對感興趣區(qū)的可變幀內(nèi)刷新方法。實驗表明該方法可以使用較少的碼率對感興趣區(qū)域進行更好的錯誤控制，以提高區(qū)域圖像質(zhì)量，同時能根據(jù)感興趣區(qū)及信道的狀況自動調(diào)整宏塊刷新數(shù)量，充分利用有限的碼率。 為了有效的平衡編碼效率和抗誤碼能力的之間的矛盾，筆者提出了一種自適應(yīng)FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法，可根據(jù)圖像的復(fù)雜度自適應(yīng)地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結(jié)果表明這種FMO編碼方式完全可行，且在運動復(fù)雜度頻繁變化時效果更加明顯，完全可應(yīng)用在環(huán)境惡劣的無線信道中。 在對嵌入式PXA270硬件結(jié)構(gòu)和X264研究的基礎(chǔ)上，基本實現(xiàn)了基于H.264的嵌入式解碼，在PXA270基礎(chǔ)上進行環(huán)境的配置，定制WirtCE操作系統(tǒng)，并編譯、產(chǎn)生開發(fā)所用的SDK和下載內(nèi)核到目標機。利用開發(fā)工具EVC實現(xiàn)在PC機上的實時開發(fā)和在線仿真調(diào)試，最終實現(xiàn)了對無差錯H.264碼流實時解碼。
上傳時間： 2013-06-18
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隨著數(shù)字電視日益深入人心，高清概念越來越為人所熟知。帶有高清視頻功能的產(chǎn)品已經(jīng)逐步走向人們的工作和生活，高清視頻處理已經(jīng)從理論研究走向系統(tǒng)實際應(yīng)用。毫無疑問，無論是從觀眾的視覺還是從產(chǎn)業(yè)的角度來看，高清視頻已經(jīng)成為數(shù)字視頻技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。本文研究了整個編解碼系統(tǒng)中ARM控制模塊的軟件設(shè)計，最終完成以PC機為終端控制平臺，經(jīng)ARM控制模塊將命令發(fā)送給核心編解碼芯片MB86H51，使其完成相應(yīng)的操作。、本文主要的工作有如下幾個方面： 1、根據(jù)ARM各型號芯片的特點，結(jié)合本系統(tǒng)的實際需求，最終選定Atmel公司的AT91SAM9261作為ARM控制板的核心處理芯片，并深入了解該芯片的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 2、根據(jù)本系統(tǒng)中所選用的DataFlash型號及外圍電路連接情況等諸多因素，并結(jié)合Atmel公司所提供的AT91SAM9261一級BootLoader參考代碼，編寫調(diào)試符合本系統(tǒng)啟動運行的一級BootLoader引導(dǎo)程序，也稱為Bootstrap引導(dǎo)程序，最終成功實現(xiàn)引導(dǎo)U-Boot程序。 3、深入分析了U-Boot和Linux的體系結(jié)構(gòu)和編譯過程，結(jié)合AT91SAM9261芯片的特點和實際外圍電路的連接情況，修改U-Boot和Linux中主要的編譯參數(shù)，并進行重新編譯，最終成功移植到系統(tǒng)板中。 4、在ITU-T提供的H.264標準的參考解碼程序JM8.6的基礎(chǔ)上，詳細研究了H.264視頻編碼標準以及具體的解碼器結(jié)構(gòu)和解碼流程，并結(jié)合DirectX技術(shù)，開發(fā)了一款基于PC機的H.264解碼播放器，用于驗證存儲在PC機上的H.264壓縮碼流的正確性。
上傳時間： 2013-04-24
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溫室技術(shù)是我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要環(huán)節(jié)，溫度是溫室中的重要環(huán)境參數(shù)。實時控制是指在規(guī)定的時間內(nèi)，系統(tǒng)必須做出相應(yīng)的響應(yīng)，是現(xiàn)代溫室控制發(fā)展的更高要求。隨著精細農(nóng)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的大棚已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高精度、快速采集及響應(yīng)的要求，由于溫度的滯后性和難調(diào)控性，溫度實時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優(yōu)點，提出運用CPID硬件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，移植實時操作系統(tǒng)到ARM來實現(xiàn)復(fù)雜算法控制，采用高精度數(shù)字傳感器DS18820，并設(shè)計出混合PID模糊控制器來實現(xiàn)溫室的變溫管理，這對于現(xiàn)代溫室的智能化控制有著十分重要的實際意義。較傳統(tǒng)溫室，優(yōu)點在于(1)它改變以往依靠單片機軟件來實現(xiàn)傳感器周期性采集，改用CPID硬件產(chǎn)生數(shù)字傳感器所需的讀寫時序，這種“以硬代軟”的方案實時性好，且大大避免了軟件運行時的不穩(wěn)定性、系統(tǒng)冗余等先天缺陷。(2)操作系統(tǒng)能實現(xiàn)多任務(wù)、多線程以及友好的人機界面。 試驗以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的華北型機械通風(fēng)式連棟塑料溫室為試驗?zāi)Ｐ停x擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標板，以PC機為宿主機，設(shè)計了實時溫度控制平臺。 主要工作： (1)概述了溫度實時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術(shù)及嵌入式實時操作系統(tǒng)的發(fā)展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設(shè)計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網(wǎng)口模塊、uClinux操作系統(tǒng)模塊等系統(tǒng)完成了本試驗平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進行了仿真，得出混合PID模糊控制器較經(jīng)典PID控制具有更快的動態(tài)響應(yīng)、更小超調(diào)、抗干擾強的結(jié)論。 (5)最后，通過試驗數(shù)據(jù)驗證了整套系統(tǒng)實時采集的穩(wěn)定性及可靠性，指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
標簽： ARMCPLD 農(nóng)業(yè) 溫度 實時控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，LED顯示系統(tǒng)在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，迅速發(fā)展成一種電子廣告媒體，而且已形成具有相當(dāng)發(fā)展?jié)摿Φ碾娮赢a(chǎn)業(yè)。隨著北京申辦年奧運會的成功，必將進一步推動LED顯示屏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 就目前的發(fā)展趨勢來看，LED視頻顯示系統(tǒng)是一個發(fā)展趨勢。而目前的LED視頻系統(tǒng)必須以PC機為視頻源，一對一的聯(lián)機、同步顯示，屬于同步顯示系統(tǒng)，使用不是很靈活方便。一般用于大型購物廣場的戶外播放視頻廣告、電視和電影，還可用于大型體育比賽場所，實時直播賽況。盡管異步顯示系統(tǒng)可脫機使用，方便靈活，但不能夠播放視頻信息。 從商業(yè)角度來說，技術(shù)先進的不一定就是能在市場上完全能行的通的。隨著電子廣告市場發(fā)展，城市街道的視頻廣告也必將是一種發(fā)展趨勢，因為具有動感的彩色視頻廣告比普通的廣告壁紙更能吸引人們眼球，同時也為城市添加一道靚麗的風(fēng)景。而具有壽命長、成本低、亮度高、視角大、可視距離遠等特點的LED顯示系統(tǒng)比較適合此場所的顯示要求。針對這一特點，開發(fā)一套小型、可脫機播放視頻的LED顯示系統(tǒng)，具有重要的意義和市場價值，不僅有助于城市電子廣告產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也必將推進小型LED視頻系統(tǒng)的研究進程以及在其他領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 因此，本課題以此作為研究工作的起點。本文在分析LED顯示屏工作原理后，針對目前LED異步顯示系統(tǒng)存在的缺點，結(jié)合LED同步顯示系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)指標，提出解決關(guān)鍵問題的總體技術(shù)方案。該系統(tǒng)采用ARM+FPGA的硬件構(gòu)架，利用ARM處理器可移植操作系統(tǒng)、自帶LCD控制器、可實現(xiàn)圖形界面系統(tǒng)的特點，將ARM系統(tǒng)作為視頻源，F(xiàn)PGA用于顯示數(shù)據(jù)重構(gòu)、灰度掃描控制的電路設(shè)計，有效解決了該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題。 本文的核心是ARM系統(tǒng)軟硬件設(shè)計及FPGA邏輯設(shè)計兩大部分。首先根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計方案實現(xiàn)控制系統(tǒng)硬件平臺的設(shè)計：然后在此基礎(chǔ)上通過對嵌入式Linux內(nèi)核的移植、LCD驅(qū)動程序的開發(fā)及Qtopia圖形界面系統(tǒng)的實現(xiàn)，完成了ARM系統(tǒng)的軟件平臺設(shè)計；最后重點介紹了FPGA的邏輯設(shè)計及仿真分析，并驗證了各模塊的功能設(shè)計的正確性。
標簽： ARM LED 視頻 控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-06-26
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