專利名稱:一種幀同步信號(hào)的傳輸方法及接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域,尤其涉及一種幀同步信號(hào)的傳輸方法及"l妻收 裝置。
背景技術(shù):
在通信系統(tǒng)中,系統(tǒng)可能會(huì)通過(guò)一個(gè)幀同步信號(hào)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行
定時(shí)同步,而這些子系統(tǒng)在物理上可能是處在不同的印刷線絲4反(PCB, printed circuit board )上或者不同的機(jī)框中,甚至處在不同的機(jī)拒單元中, 彼此間使用背板或線纜相連。
幀同步信號(hào)是一個(gè)周期性信號(hào),往往需要伴隨著同步時(shí)鐘在整個(gè)機(jī) 架的各層機(jī)框以及各個(gè)單板之間進(jìn)行傳輸。嚴(yán)格要求同步的系統(tǒng)對(duì)幀同 步信號(hào)周期的精確性要求很高,比如在TD-SCDMA (時(shí)分復(fù)用碼分 多址)系統(tǒng)中,每個(gè)幀周期為10ms,如果同步時(shí)鐘為61.44Mhz,則要 求幀同步信號(hào)必須614400個(gè)時(shí)鐘周期出現(xiàn)一次。
請(qǐng)參閱圖1所示的幀同步信號(hào)及同步時(shí)鐘的傳輸拓樸結(jié)構(gòu)圖,該圖 以TD-SCDMA系統(tǒng)為例,幀同步信號(hào)及同步時(shí)鐘在主控板上產(chǎn)生,并 由主控板發(fā)送到機(jī)架各個(gè)單板。其中,幀同步信號(hào)屬于同步時(shí)鐘域的信 號(hào),按照固定的周期產(chǎn)生(10ms),伴隨著同步時(shí)鐘一起發(fā)送到機(jī)架各個(gè) 單板上。
目前,通常釆用控制硬件布線時(shí)序的方式來(lái)保證幀同步信號(hào)采樣的 可靠性。該方法中,如果要求對(duì)幀同步信號(hào)的采樣不出現(xiàn)抖動(dòng),則必須 保證在接收端的時(shí)鐘和幀同步信號(hào)能滿足物理的接收器件(可能是可編 程邏輯器件(FPGA)或者專用繼承電路(ASIC))的建立時(shí)間。這其中需要考慮的有發(fā)送端器件TCO的延時(shí)、發(fā)動(dòng)端驅(qū)動(dòng)芯片的延時(shí)、所有
的通路PCB的延時(shí)、接收端驅(qū)動(dòng)芯片的延時(shí),接收芯片Tsu的延時(shí)等
等,還需考慮在各層機(jī)框或單板間傳輸?shù)穆窂介L(zhǎng)度差異、各個(gè)器件批次 的延時(shí)差異、溫度影響等等可變因素,有時(shí)甚至需要考慮光纖拉遠(yuǎn)等等 問(wèn)題。在同步時(shí)鐘頻率較高的情況下,如果單純靠硬件設(shè)計(jì),則需要在 一個(gè)同步時(shí)鐘周期內(nèi)為上述所有差異留夠裕量,這非常困難,所需成本 也4艮高。
若不使用純硬件設(shè)計(jì)來(lái)保證周期精確性,通常采用的解決方法是
使用編碼方式將幀同步信號(hào)和同步時(shí)鐘在同 一個(gè)物理路徑上傳輸, 稱為內(nèi)同步方式。這種方式的缺點(diǎn)是需要較為復(fù)雜且專用的編解碼單 元,在處理延時(shí)、系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性和總體成本上不具備優(yōu)勢(shì)。這種方法中, 在各個(gè)子系統(tǒng)上使用傳遞到達(dá)的同步時(shí)鐘單獨(dú)計(jì)算幀周期,主控單元發(fā) 出的幀同步信號(hào)只用作校正監(jiān)視用,不直接釆樣。由于不直接使用幀同 步信號(hào),這種方式的缺點(diǎn)是只能跟蹤嚴(yán)格的周期性信號(hào),對(duì)周期變化的 幀同步信號(hào)無(wú)法跟蹤,且跟蹤電路針對(duì)指定的幀周期和同步時(shí)鐘必須單 獨(dú)設(shè)計(jì),通用性較差。
可見(jiàn),以往的技術(shù)在解決幀同步信號(hào)傳遞問(wèn)題的時(shí)候,具有實(shí)現(xiàn)難 度大、成本高、設(shè)計(jì)復(fù)雜、通用性差等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種幀同步信號(hào)的傳輸方法及 接收裝置。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種幀同步信號(hào)的傳輸方法,包括以下步驟
A、主控板產(chǎn)生同步時(shí)鐘和幀同步信號(hào),將其發(fā)送給各單板;B、各單板在接收到同步時(shí)鐘及幀同步信號(hào)后,以所述同步時(shí)鐘為 工作時(shí)鐘,實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)采樣抽頭,并從其中選取對(duì)幀同步信號(hào)采樣最
穩(wěn)定的采樣抽頭;
c、各單板根據(jù)所選定的采樣抽頭對(duì)所述幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣,并
對(duì)該采樣抽頭進(jìn)行跟蹤。
其中,所述步驟A中,主控;tl采用外同步方式通過(guò)總線型或者星型 網(wǎng)絡(luò)將所述同步時(shí)鐘和幀同步信號(hào)發(fā)送至各單板。
其中,所述步驟B進(jìn)一步包括
a、 各單板在接收到同步時(shí)鐘及幀同步信號(hào)后,在幀同步信號(hào)的上 升沿產(chǎn)生 一 個(gè)單時(shí)鐘周期的脈沖信號(hào);
b、 根據(jù)所述脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)采樣抽頭,并在其中選取一個(gè) 對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭。
其中,所述對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭的選取方法為計(jì) 算第一幀周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的采樣抽頭與之后各幀周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的采樣抽頭的 差值,若該差值在預(yù)定的閾值范圍內(nèi),則選取所述第一幀周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的 采樣抽頭為對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭。
其中,所述步驟C中,各單板將所選定的采樣抽頭偏移一定量以得 到新的采樣抽頭,在所述新的采樣抽頭所在時(shí)刻對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行采 樣。
其中,所述步驟C中,對(duì)采樣抽頭的跟蹤方法為在對(duì)所述幀同步 信號(hào)進(jìn)行采樣后,計(jì)算之后各幀周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的采樣抽頭與第一幀周期內(nèi) 實(shí)現(xiàn)的采樣抽頭的差值,若該差值不在預(yù)定的閾值范圍內(nèi),則選取新的 采樣抽頭。
一種幀同步信號(hào)的接收裝置,該裝置位于各單板中,包括上升沿提取電路、循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器、采樣抽頭選擇電路、采樣電路和抽頭跟蹤電 路;
所述上升沿提取電路,用于在接收到同步時(shí)鐘和幀同步信號(hào)之后, 以同步時(shí)鐘為工作時(shí)鐘,在幀同步信號(hào)的上升沿后產(chǎn)生一個(gè)單時(shí)鐘周期
的脈沖信號(hào);
所述循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器,以同步時(shí)鐘為工作時(shí)鐘,用于才艮據(jù)所述脈沖 信號(hào)實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)釆樣抽頭;
所述采樣抽頭選擇電路,用于在所述采樣抽頭中選擇對(duì)幀同步信號(hào) 采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭;
所述采樣電路,用于根據(jù)采樣抽頭對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣;
所述抽頭跟蹤電路,用于對(duì)所選定的對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的采 樣抽頭進(jìn)行跟蹤。
本發(fā)明具有以下有益效果
1 )本發(fā)明保留了同步時(shí)鐘及幀同步信號(hào)的外同步傳輸模式以及拓 樸結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性;
2) 本發(fā)明不依賴硬件布線及各器件的個(gè)體性能,降低了硬件的設(shè) 計(jì)難度和成本;
3) 由于本發(fā)明中采用了上升沿提取電路,通過(guò)該電路將各種寬電 平的幀同步信號(hào)統(tǒng)一為一個(gè)時(shí)鐘周期的脈沖信號(hào),因而可以迅速跟蹤多 種變化周期的幀同步信號(hào),可以自動(dòng)適應(yīng)不同的幀周期時(shí)間和同步時(shí) 間,具有較高的靈活性和通用性,且易于實(shí)現(xiàn),可靠性高。
圖1是幀同步信號(hào)以及同步時(shí)鐘的傳輸拓樸結(jié)構(gòu)圖; 圖2是本發(fā)明的幀同步信號(hào)的接收裝置的功能框圖;圖3是本發(fā)明的接收裝置中上升沿提取電路的工作原理示意圖,其
中圖3a為其功能框圖,圖3b為采樣抖動(dòng)示意圖4是本發(fā)明的接收裝置中循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器的工作原理示意圖5是本發(fā)明的接收裝置中采樣電路的工作原理示意圖6是本發(fā)明對(duì)非固定周期幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣后的輸出示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述 本發(fā)明提出了 一種幀同步信號(hào)的傳輸方法,包括以下步驟 第一步主控板產(chǎn)生同步時(shí)鐘以及幀同步信號(hào),并將其以外同步電
路方式,以總線型或者星型網(wǎng)絡(luò)送往位于各層機(jī)框的各單板;
第二步各單板接收幀同步信號(hào)以及同步時(shí)鐘,以同步時(shí)鐘為工作
時(shí)鐘,實(shí)現(xiàn)多個(gè)釆樣抽頭,并從其中選取對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的釆
樣抽頭;
第三步各單板根據(jù)所選定的采樣抽頭對(duì)來(lái)自主控板的幀同步信號(hào) 進(jìn)行采樣,并對(duì)該采樣抽頭跟蹤鎖定。
請(qǐng)參閱圖2 ,本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用于上述方法中的接收幀同步 信號(hào)的裝置,該裝置位于各單板中,包括
上升沿提取電路,用于在接收到同步時(shí)鐘和幀同步信號(hào)之后,以同 步時(shí)鐘為工作時(shí)鐘,在幀同步信號(hào)的上升沿后產(chǎn)生單時(shí)鐘周期的脈沖信 號(hào);該電路可以將各種寬電平的幀同步信號(hào)統(tǒng)一為 一個(gè)時(shí)鐘周期的脈沖 信號(hào)。
循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器,以同步時(shí)鐘為工作時(shí)鐘,用于根據(jù)上升沿提取電 路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)多個(gè)采樣抽頭。
采樣抽頭選擇電路,用于在多個(gè)采樣抽頭中選擇一個(gè)對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定、不會(huì)帶來(lái)抖動(dòng)的抽頭。
采樣電路和跟蹤電路,用于根據(jù)所選定的采樣抽頭對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn) 行采樣,并對(duì)該釆樣抽頭進(jìn)行跟蹤,防止幀同步信號(hào)本身的相位改變導(dǎo) 致的失鎖。
下面將對(duì)上述接收裝置的各部分分別描述
上升沿提取電路,請(qǐng)參閱圖3,處于各個(gè)單板的接收電路開始處, 由若干的觸發(fā)器和與非門組成(如圖3a所示),使用同步時(shí)鐘作為工 作時(shí)鐘,在幀同步信號(hào)的上升沿后產(chǎn)生一個(gè)單時(shí)鐘周期的脈沖信號(hào)。由 于同步時(shí)鐘傳遞路徑和幀同步信號(hào)傳遞路徑的差異,可能會(huì)導(dǎo)致同步時(shí) 鐘正好落在幀同步信號(hào)的邊緣附近,微小的時(shí)鐘相位抖動(dòng),會(huì)導(dǎo)致兩個(gè) 幀周期所提取的脈沖信號(hào)間隔偏離嚴(yán)格的幀周期1個(gè)時(shí)鐘周期(cycle )。 這種情況稱為采樣抖動(dòng),如圖3b所示。
循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器,請(qǐng)參閱圖4,該計(jì)數(shù)器為核心部件,工作在同步 時(shí)鐘域上,是一個(gè)預(yù)設(shè)溢出周期的循環(huán)累加器,它的溢出模值就是采樣 抽頭的總數(shù),每個(gè)計(jì)數(shù)值都代表一個(gè)采樣抽頭。在循環(huán)累加器為N的時(shí) 候?qū)叫盘?hào)進(jìn)行采樣的結(jié)果,就是抽頭N的采樣值。比如,實(shí)現(xiàn)一 個(gè)3bit的累加器,計(jì)數(shù)值在0到7之間,則一共可實(shí)現(xiàn)8個(gè)采樣抽頭, 后續(xù)電路可以在這8個(gè)抽頭的任何一個(gè)抽頭上對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣。
采樣選擇電路,是一個(gè)工作在同步時(shí)鐘域上的狀態(tài)機(jī)電^各。該電^各 首先記錄初始幀周期內(nèi),上升沿提取脈沖到來(lái)時(shí)循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器的值, 標(biāo)記為a;然后在4妄下來(lái)的幾個(gè)幀周期里,記錄新的上升沿脈沖到達(dá)時(shí) 刻循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器的值b ;比較a值和b值的差,如果該差值在幾個(gè)幀 周期之內(nèi)均小于一個(gè)預(yù)定的門限,則可以認(rèn)為幀同步信號(hào)的上升沿就在 循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器值a的附近。例如,在一個(gè)8抽頭的采樣序列中,初始 幀周期找到上升沿脈沖跟抽頭2對(duì)齊,如果預(yù)設(shè)門限為2個(gè)抽頭,且接下來(lái)幾個(gè)幀周期的上升沿脈沖全都處在抽頭0和抽頭4之間,則可以認(rèn) 為幀同步信號(hào)的上升沿在抽頭2附近。
采樣電路,用于根據(jù)所選定的采樣抽頭對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣。請(qǐng)
參閱圖5,如果采樣選擇電路已經(jīng)找到了幀同步信號(hào)的上升沿就在循環(huán) 采樣計(jì)數(shù)器值a的附近,那么在a值上加一個(gè)偏移量c ,假設(shè)a+c =d, 在循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器為d的時(shí)刻對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣,可以認(rèn)為是可靠 的,不會(huì)出現(xiàn)采樣抖動(dòng)。比如在一個(gè)8抽頭的采樣序列中,如果找到了 上升沿脈沖跟抽頭2對(duì)齊,那么可以確定如果加上4個(gè)抽頭偏移值,在 抽頭6上對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣,則不會(huì)產(chǎn)生采樣抖動(dòng)。請(qǐng)參閱圖6, 該圖所示為采樣電路對(duì)非規(guī)則周期的幀同步信號(hào)采樣后輸出的幀同步 信號(hào)示意圖。
抽頭跟蹤電路,該電路也可以由實(shí)現(xiàn)采樣抽頭選擇電路的狀態(tài)機(jī)補(bǔ) 充幾個(gè)狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn),當(dāng)進(jìn)入鎖定狀態(tài)之后,狀態(tài)機(jī)繼續(xù)檢測(cè)上升沿提取 脈沖到達(dá)時(shí)循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器的值b,并比較b和a值的差是否在門限之 內(nèi),如果超出門限,則需要重現(xiàn)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)機(jī),選擇新的采樣抽頭。
上述方法和裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比,保留了外同步傳輸方式和總線性 拓樸結(jié)構(gòu)的低成本和簡(jiǎn)單可靠的優(yōu)點(diǎn),又避免了終端采樣的延時(shí)差異和 時(shí)域抖動(dòng),保證了接收的幀同步脈沖的周期精確;同時(shí)又可以對(duì)各種周 期的幀同步信號(hào)自適應(yīng),具有很高的靈活性。開銷則是在各單板上增加 了 一些處理才莫塊,由于現(xiàn)在的通信系統(tǒng)中單^^反上往往會(huì)帶可編程器件, 而上述處理模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、資源耗費(fèi)很少,可以很方便地由cpld或者 fi)ga實(shí)現(xiàn),所以成本比較低;另一個(gè)開銷就是略微增加了各單板間的幀 同步信號(hào)的延時(shí)差異,雖然龐大的基站系統(tǒng)對(duì)幀信號(hào)周期精確性的要求 甚為苛刻,但由于傳輸路徑長(zhǎng),延時(shí)差原本就存在,所以現(xiàn)有技術(shù)中往 往已存在相應(yīng)處理機(jī)制,這個(gè)開銷通常只有幾個(gè)時(shí)鐘周期,影響不大。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng) 包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種幀同步信號(hào)的傳輸方法,其特征在于,包括以下步驟A、主控板產(chǎn)生同步時(shí)鐘和幀同步信號(hào),將其發(fā)送給各單板;B、各單板在接收到同步時(shí)鐘及幀同步信號(hào)后,以所述同步時(shí)鐘為工作時(shí)鐘,實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)采樣抽頭,并從其中選取對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭;C、各單板根據(jù)所選定的采樣抽頭對(duì)所述幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣,并對(duì)該采樣抽頭進(jìn)行跟蹤。
2、 如權(quán)利要求1所述的幀同步信號(hào)的傳輸方法,其特征在于, 所述步驟A中,主控板采用外同步方式通過(guò)總線型或者星型網(wǎng)絡(luò)將 所述同步時(shí)鐘和幀同步信號(hào)發(fā)送至各單板。
3、 如權(quán)利要求1所述的幀同步信號(hào)的傳輸方法,其特征在于, 所述步驟B進(jìn)一步包括a、 各單板在接收到同步時(shí)鐘及幀同步信號(hào)后,在幀同步信號(hào)的 上升沿產(chǎn)生 一個(gè)單時(shí)鐘周期的脈沖信號(hào);b、 根據(jù)所述脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)采樣抽頭,并在其中選取一 個(gè)對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭。
4、 如權(quán)利要求3所述的幀同步信號(hào)的傳輸方法,其特征在于, 所述對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭的選取方法為計(jì)算第一幀該差值在預(yù)定的閾值范圍內(nèi),則選取所述第一幀周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的采樣抽 頭為對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭。
5、 如權(quán)利要求1所述的幀同步信號(hào)的傳輸方法,其特征在于, 所述步驟C中,各單板將所選定的采樣抽頭偏移一定量以得到新的 采樣抽頭,在所述新的采樣抽頭所在時(shí)刻對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣。
6、 如權(quán)利要求1所述的幀同步信號(hào)的傳輸方法,其特征在于, 所述步驟C中,對(duì)采樣抽頭的跟蹤方法為在對(duì)所述幀同步信號(hào)進(jìn) 行采樣后,計(jì)算之后各幀周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的采樣抽頭與第一幀周期內(nèi)實(shí)現(xiàn) 的采樣抽頭的差值,若該差值不在預(yù)定的闊值范圍內(nèi),則選取新的采 樣抽頭。
7、 一種幀同步信號(hào)的接收裝置,其特征在于,該裝置位于各單 板中,包括上升沿提取電路、循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器、采樣抽頭選擇電路、 采樣電路和抽頭跟蹤電路;所述上升沿提取電路,用于在接收到同步時(shí)鐘和幀同步信號(hào)之 后,以同步時(shí)鐘為工作時(shí)鐘,在幀同步信號(hào)的上升沿后產(chǎn)生一個(gè)單時(shí) 鐘周期的脈沖信號(hào);所述循環(huán)采樣計(jì)數(shù)器,以同步時(shí)鐘為工作時(shí)鐘,用于根據(jù)所述脈 沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)采樣抽頭;所述采樣抽頭選擇電路,用于在所述采樣抽頭中選擇對(duì)幀同步信 號(hào)采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭;所述采樣電路,用于根據(jù)采樣抽頭對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣;所述抽頭跟蹤電路,用于對(duì)所選定的對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的 采樣抽頭進(jìn)行跟蹤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種幀同步信號(hào)的傳輸方法及接收裝置,傳輸方法為A.主控板產(chǎn)生同步時(shí)鐘和幀同步信號(hào),將其發(fā)送給各單板;B.各單板在接收到同步時(shí)鐘及幀同步信號(hào)后,以所述同步時(shí)鐘為工作時(shí)鐘,實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)采樣抽頭,并從其中選取對(duì)幀同步信號(hào)采樣最穩(wěn)定的采樣抽頭;C.各單板根據(jù)所選定的采樣抽頭對(duì)所述幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣,并對(duì)該采樣抽頭進(jìn)行跟蹤。本發(fā)明保留了同步時(shí)鐘及幀同步信號(hào)的外同步傳輸模式以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性;不依賴硬件布線及各器件的個(gè)體性能,降低了硬件的設(shè)計(jì)難度和成本;可以迅速跟蹤多種變化周期的幀同步信號(hào),自動(dòng)適應(yīng)不同的幀周期時(shí)間和同步時(shí)間,具有較高的靈活性和通用性,且易于實(shí)現(xiàn),可靠性高。
文檔編號(hào)H04J3/06GK101594189SQ20081006747
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
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