CN1766796A - 控制电源管理的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
控制电源管理的装置和方法的实施例能够降低电源消耗,产生较少的热量,或增加电池的使用寿命。在将CPU的操作模式改变到更深度休眠模式(C4)时,DC/DC转换器的电容产生可听噪音,使得未使用C4模式。但是,根据本发明的实施例,在检测到规定的设备或规定的程序时、或在满足预设的条件时,能够启动C4模式。
Description
技术领域
本发明涉及控制电源管理的装置和方法。
背景技术
中心处理单元(CPU)具有多种电源状态。在高级配置和电源接口(ACPI)规范中,CPU的电源状态分类为C0(工作),C1(自动停止),C2(休眠),C3(深度休眠)和C4(更深度休眠)。
C0状态被定义为其中执行指令的***工作状态。C0状态不提供特定的电源节省。
为了电源的有效使用,***中的CPU总的来说如下工作。***能够改变到自动停止模式(C1),休眠模式(C2),深度休眠模式(C3)和更深度休眠模式(C4)。
自动停止模式(C1)是最低的等待时间状态,此时的软件不受硬件等待时间状态的影响。休眠模式(C2)和深度休眠模式(C3)提供超过自动停止模式(C1)的更大的电源节约,并且是在预定时间中无信号输入时执行的。
更深度休眠模式(C4)是比休眠模式(C3)更高的待机模式。更深度休眠模式(C4)具有比深度休眠模式更低的电压,并在改变到正常的操作状态时具有最长的等待时间。更深度休眠模式(C4)提供比C2和C3更大的电源节约。
图1是根据现有技术的控制电源管理的装置的方框图。见图1,当改变操作频率时必须改变CPU10a的电压。因此,VID(电压标识符)值被传送到CPU核心DC/DC控制器10b,以调整加到CPU的电压。
即,CPU核心DC/DC控制器10b从CPU10a接收VID值,并将VID表的相应电压输出到CPU150。VID表嵌入在DC/DC转换器的CPU核心DC/DC控制器10b中。
在CPU进入更深度休眠模式(C4)时,不改变VID值,而改变电压。CPU核心DC/DC控制器从南桥10c接收更深度休眠信号(高度活性信号),并将预设电压加到CPU150。
在此状态中,在规律的间隔进入/退出更深度休眠模式(C4)。但是,音频噪音发生在DC/DC转换器中包括的电源控制器140的电容中。
VID是允许输出与频率对应的电压的二进制值。在CPU改变频率时,VID值被传送到CPU核心DC/DC控制器10b,然后DC/DC转换器改变被加到CPU的电压。
下面参照图1说明现有技术的电源管理。使用南桥10c控制外部设备和电源,并使用北桥(未示出)检测CPU10a的工作频率。
南桥10c连接到北桥(未示出),且向CPU核心DC/DC控制器10b输入对应于更深度休眠模式(C4)的启动信号。此时,CPU核心DC/DC控制器10b控制电源控制器140,以输出与频率和更深度休眠模式(C4)对应的电压。
在更深度休眠模式(C4)中,南桥(south bridge:一种计算机芯片组)10c向CPU核心DC/DC控制器10b输出高度活性信号。同时,操作***使得在输入C4启动信号时,输出预设电压(如0.748V)而不管VID值。
CPU在多种电源管理模式中工作。在各电源管理模式中,根据工作频率CPU能够分开地工作在高频模式(HFM)和低频模式(LFM)。在各工作频率中,CPU还能够工作在电源管理模式C0,C1,C2,C3,和C4中。
在HFM中,在正常模式(C0)的示范电压等于1.502V(VID=1001)。另外,在HFM中,在更深度休眠模式(C4)的示范电压等于0.748V(VID-1100)。
在该情况中,对于C4模式,更深度休眠信号变成高的,并因此该电压从1.502V显著改变到0.748V。由于电压改变大,所以由于音频频带的波动引起在电源终端的输入陶瓷电容中产生压电效应,并因此,该电容的堆叠板振动。该振动也使得印刷电路板振动,造成噪音。由于这些原因,C4模式对用户是不方便的,使得几乎没有使用它的功能。
如上所述,用于操作C4模式的现有技术的装置和方法具有多种缺点。例如,CPU制造商(如Intel)推荐的CPU的输出终端的去耦陶瓷在深度模式(C3)或更深度模式(C4)振动,造成产生噪音。但是,C3模式比C4模式产生的噪音小,因此广泛地使用它。
为了试图除掉该噪音,用Poscap(一种电容)代替CPU核心电源终端的输入电容。然而,如果不更换电源终端的所有电容和输出电容,那么不能够完全除掉噪音。尽管可以通过更换所有陶瓷电容取得完全的噪音降低,这引起PCB空间和制造成本的增加。由于这些原因,多数的笔记本电脑不支持C4模式,且因此电池的使用寿命减少。另外,不能够有效地管理电源,特别是电池的使用。
在此完全包括上述说明并引入作为参考,其中合适地教导了另外或可替换的细节、特征和/或技术背景。
发明内容
本发明的目的是至少解决上述问题和/或缺点,或至少提供下述的优点。
本发明的另一目的是提供一种控制电源管理的装置和方法,它基本避免了由于现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。
本发明的另一目的是提供控制电源管理的装置和方法,其中在检测到规定的设备和程序时或在满足预设的条件时能够使用C4模式。
本发明的另一目的是提供一种控制电源管理的装置和方法,其中通过利用滤波驱动器监控预设设备或组件的使用能够自动启动C4模式。
本发明的另一目的是提供一种控制电源管理的装置和方法,其中通过诸如对象执行链接例程(shell execute hook routine)的程序能够根据至少一个特定应用程序的执行或工作状态使用C4模式。
本发明的另一目的是提供一种控制电源管理的装置和方法,其中在检测到电池模式、声音输出和耳机时,或周围的噪音水平高于预设水平时能够使用C4模式。
本发明的另一目的是提供一种用于在检测到特定设备或程序、或满足特定条件时控制电源管理的装置和方法,能够响应南桥的寄存器的输出信号输出相应的电压。
为了至少整个或部分地实现这些目的和其他优点,根据本发明的一个方面,提供一种在使用电源的***中控制电源管理的装置,所述装置包括:检测块,配置其以检测是否满足规定的条件;和控制设备,其与所述检测块连接,配置其以基于检测块检测到的信息输出与C4电源管理状态对应的信号。
另外,为了至少整个或部分地实现这些目的和其他优点,根据本发明的一个方面,提供一种控制电源管理的方法,其包括检测预设的设备或预设的应用程序是否在***中使用,基于检测到的结果控制电源设备的C4电源管理模式,和基于所述控制操作进行电源管理。
另外,为了至少整个和部分地实现这些目的和其他优点,根据本发明一个方面,提供一种控制电源管理的方法,其包括:寄存操作C4电源模式的信息,基于寄存的信息检测当前***工作信息,在所述检测步骤检测出满足寄存的信息时向电源设备输出C4电源管理控制信号,和基于C4电源管理控制输出信号控制控制设备。
另外,为了至少整个或部分地实现这些目的和其他优点,根据本发明的一个方面,提供一种控制电源管理的方法,其包括:根据控制设备的类型搜索是否支持电源管理模式的C4模式,操作C4监控设备,基于C4监控设备的操作用于输出控制C4模式的启动/停用的信号,和基于输出信号进行电源管理。
另外,为了至少整个或部分地实现这些目的和其他优点,根据本发明一个方面,提供一种控制电源管理的方法,其包括:选择C4电源模式的启动/停用,监控特定的条件,和基于监控结果启动执行C4电源模式。
本发明的其它优点、目的和特征将在随后的说明中部分地描述,经过以下检验或从本发明的实践中学习,上述优点、目的和特征对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本发明的目的和优点可以如权利要求书中所特别指出的来实现和获得。
附图说明
参照下面的附图详细说明本发明,其中各相同标记表示相同的元件:
图1是根据现有技术的控制电源管理的装置的方框图;
图2是根据本发明优选实施例的控制电源管理(PM)的装置的方框图;
图3是示范的电池管理例程进行的PM建立和管理的视图;
图4是在图2示出的HDD中存储的示范对象执行链接程序进行的当前运行的应用程序的检测的视图;
图5是示出了PM模式的C4模式的示范寄存器值的表;
图6是根据本发明执行PM模式的C4模式的过程的实施例的流程图;
图7是在安装电池省能软件(battery miser)后的操作实施例的流程图;
图8是在启动/停用状态中执行PM模式的C4模式时的操作实施例的流程图;
图9A是示出了寄存用于链接(hook)运行程序的对象执行链接(shell execute hook)的示范例程的视图;
图9B是示出了未寄存对象执行链接的示范例程的视图;
图9C是在链接期间从寄存器读取程序以进行测试的示范例程的视图;和
图9D是在执行程序时调用的示范链接例程的视图。
具体实施方式
图2是示出了根据本发明的用于控制电源管理的装置的实施例的方框图。如图2所示,控制电源管理的装置可包括:电源设备400;存储设备510;和控制设备450。另外,电源设备400还可包括电源410,DC/DC转换器420和CPU核心DC/DC转换器430。
电源410能够提供从作为输入电源的电池或AC适配器产生的DC电压。DC/DC转换器420能够将DC电压转换成设备和配置所需的电压。CPU核心DC/DC转换器430能够将DC电压转换成能够允许CPU工作在两个或多个频率(如HFM,LFM)和电源管理模式的电压。但是,本发明不限于此。
存储设备510能够包括检测块,其检测在***中使用的设备和/或程序。基于从检测块提供的信息,控制设备450能够向电源设备输出特定值,使得产生与预设的电源状态对应的电压。
例如,CPU核心DC/DC转换器430的输出电压能够随着频率和C4模式改变。
控制设备45能够包括CPU460,作为第一芯片组的北桥(如MCH)470,和作为第二芯片组的南桥(如ICH)480。北桥470能够连接到CPU460以控制***总线的输入/输出。
南桥480能够包括寄存器480a,并管理外部设备和/或电源的输入/输出。在检测到特定设备或程序时或在满足特定条件时,能够向电源设备输出相应电压。例如,为了管理外部设备和电源,响应于通过设置在南桥中包括的寄存器的特定比特而输出的信号,能够输出相应电压。
存储设备510能够包括主存储器520,HDD530和FDD540。HDD530能够存储电源或电池管理例程,诸如“电池省能软件(batterymiser)”程序,其能够含有滤波驱动器和/或对象执行链接例程,它们能够检测在***中使用的设备和/或程序。FDD540能够用作辅助存储器。
另外,控制电源管理(PM)的装置还能够包括BIOS只读存储器(ROM)490,监控设备500,编解码器550,放大器560,扬声器570,或耳机580。BIOS ROM490优选地存储通过识别/设置外部设备来存储执行引导顺序的基本输入/输出***(BIOS),并找到装置或计算机***的操作***。
监控设备500能够监控/检测能够与存储器中存储的预设值比较的当前环境噪音和/或当前风扇速度。编解码器550、放大器560、扬声器570和耳机580能够与南桥480连接,以输出声音。
能够在最小或没有来自进入C4模式时产生的噪音的影响的情况下使用扬声器570或耳机580。因此,在一个实施例中,能够对应于这些设备的使用启动C4模式。
在***工作时,在HDD530中存储的电池省能软件能够被载入另一存储器(例如,主存储器520)。控制设备450的CPU460执行载入的电池省能软件。
然后,如果设置预设的寄存器值对应于由电池省能软件(如软件(S/W)驱动器)检测到的当前的操作设备和/或程序,则南桥480能够向CPU核心DC/DC转换器430输出更深度休眠模式信号。CPU核心DC/DC转换器430能够响应更深度休眠信号输出C4模式的电压。
在电池省能软件中的S/W驱动器(如滤波驱动器/对象执行链接例程)能够设置用于监控在当前***中使用(例如,启动/停用)的设备/应用程序的南桥的寄存器值,和在C4模式中操作CPU460。在终止运行程序时,S/W驱动器能够相应地将CPU460从C4模式返回。
图3是示出了通过示范管理控制器(如电池省能器应用程序)建立和管理PM(***电源管理)的图。但是,本发明不限于此。
如图3所示,能够设置PM,以通过***能够在CPU项目内启动C4模式的可选的菜单项目,来相对于特定设备和/或程序和/或条件操作C4模式。如图3所示,标记允许建立/控制/启动最大电源节省模式(如C4模式)。能够包括噪音报警。
使用电池省能软件进行PM的过程如下:
1.根据南桥芯片组的类型,搜索/监控与使用C4模式相关的寄存器。例如,能够检查相应的寄存器是否是能够设置在一般PM配置1寄存器等中启动C4模式的特定比特的寄存器。
2.寄存能够监控运行程序(如应用程序)的链接例程。
3.在特定设备(如声音设备)中安装滤波驱动器。
4.在从滤波驱动器或链接例程输入检测消息时启动或停用CPU的C4模式。
另外,当在特定程序(或附加程序/设备)上执行PM时,能够选择连接程序以设置相应的程序或寄存附加的目标程序。
图4是存储在如图2的比如HDD的存储器中的示范对象执行链接程序执行的当前运行的应用程序的检测的视图。如图4所示,对象执行链接例程未寄存将对其执行PM的DVD程序。
下面说明通过滤波器识别对其执行PM的当前运行的设备和设置PM的示范过程。
允许滤波驱动器识别将对其执行PM的设备的函数如下:
BOOL Set Device for PM():
Return value(返回值)
Nonzero if the device is successful;otherwise 0(如果该设备有效则非零,否则为0)。
在当前运行的设备执行PM时能够执行该函数。因此,滤波驱动器能够通过链接该函数找到当前运行的设备。
总的来说,由于由特定程序操作特定设备,所以通过检测设备或程序之一能够执行PM。但是,本发明不限于此。
根据本发明的实施例,通过滤波驱动器能够识别特定设备,且通过对象执行链接例程能够链接特定程序。设备监控操作的示范性基本原理如下:
1.可以由多个程序操作确定的设备。此时,必须寄存各个程序。
2.能够引入使用特定设备的新程序。此时,新程序必须被作为监控目标另外寄存。
因此,如果使用滤波驱动器监控设备本身,那么能够即时识别使用的设备而与程序无关。然而,本发明不限于此。
图5是示出了能够在***中工作的PM模式的更深度休眠模式(C4)的示范表的视图。如图5所示,在由滤波驱动器检测特定设备时,或在对象执行例程链接特定程序时,或满足用户设置的条件时,能够操作C4模式。
可由滤波驱动器检测使用的光驱(如CD-ROM),扬声器,放大器,声音或视频卡。但是,本发明不限于此。
对象执行链接程序能够链接DVD程序或Winamp程序的使用。但是,本发明不限于此。
另外,可以通过用户设置的条件检测电池模式,在使用内置麦克风时的周围噪音水平,音频输出,冷却风扇的旋转速度等。但是,本发明不限于此。
图6是根据本发明的执行PM模式的C4模式的过程的实施例的流程图。图6的实施例可应用于图2-4示出的装置的实施例,并利用这些实施例进行说明。但是,本发明不限于此。
如图6所示,在电池省能软件程序(框S601)中能够设置/寄存PM模式的设备或因素。设备包括当前运行的设备,程序,声音输出,噪音,和冷却风扇的旋转速度。
电池省能软件(如滤波驱动器,链接例程)能够基于设置/寄存的信息检测当前运行的设备,程序,噪音和冷却风扇的旋转速度的至少其中之一(框S602)。能够基于检测的信息设置控制装置(如,ICH)的寄存器值等,以启动PM模式的C4模式(框S03)。
南桥(如,ICH)能够基于设置值向CPU核心DC/DC转换器应用更深度休眠信号(框S604)。从CPU核心DC/DC转换器向CPU输出与更深度休眠信号对应的电压(框S605)。
图7是根据本发明,安装电池省能软件之后的工作的实施例的流程图。图7的实施例适用图204的装置的实施例,并在下面利用这些实施例进行说明。然而,本发明不限于此。
如图7所示,能够检查南桥是否是能够启动C4模式的芯片组。例如,可以搜索C4启动寄存器(框S701)。
在安装电池省能软件时,链接例程(如,将监控的Player(播放器)程序或Winamp程序)能够寄存在操作***(OS)中(框S702)。
另外,能够寄存用于每个设备的滤波驱动器(框S703)。
优选地,在安装电池省能软件后监控例程驻留在OS上。在该程序运行时能够执行驻留的监控例程(框S704)。
图8是根据本发明的在启动/停用状态中执行PM模式的C4模式时的操作实施例的流程图。如图8所示,可以由滤波驱动器,对象执行链接例程或用户/控制设备分别监控特定设备的工作、特定程序的工作,或***预设的条件的满足/不满足。然而,本发明不限于此。
能够检查表示使用特定程序的检测消息是否从链接例程输入(框S801)。如果输入了检测消息,能够执行C4启动指令(框S806)。
如果确定当前的模式已经在C4模式中(框S806),那么结束处理过程,或优选地,重复该监控例程(框S805)。同时,如果当前模式不是在C4模式中(框S806),那么能够设置该***以进入C4模式(框S807)。
在未输入检测消息时(框S801),能够检查是否从滤波驱动器输入消息(框S802)。在从滤波驱动器输入该消息时,能够执行C4启动例程(框S806,S807)。
在确定未输入滤波消息时,那么能够检查当前模式是否是C4模式(框S803)。如果当前模式是C4模式,停用C4模式(框S804)。如果当前模式不是C4模式,那么继续监控例程(框S805)。例如,在根据状态改变等请求的情况下,能够周期地重复监控例程。
图9A是示出了寄存用于链接运行的程序的对象执行链接的示范例程的视图。图9B是用于不寄存对象执行链接的示范例程的视图。
图9C是在链接时从寄存器读出测试的程序的示范例程的视图。
图9D是在例如,窗口上执行程序时调入的示范的链接例程的视图。
在CPU的操作模式改变到更深度休眠模式(C4)时,DC/DC转换器的电容产生可听噪音。因此,不使用C4模式。然而,根据本发明的实施例,在检测选择的设备或选择的应用程序/程序或满足预设条件时,启动C4模式。因此,能够降低电源消耗,并产生较少的热。另外,电池的寿命提高。
在本说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”“示范实施例”等指的是,包括在本发明至少一个实施例中包括的关于该实施例说明的具体的特征、结构、或特性。在本说明书中不同地方出现这些术语不一定都是指的相同实施例。另外,在关于任何实施例说明具体特征、结构或特性时,认为在本领域技术人员关于其它实施例实现这些特征、结构或特性的范围之中。另外,为了理解的方便,将确定的方法过程分成了分开的过程。但是,不应将这些划分的过程理解为根据它们的性质的必须的次序。即,一些过程可以能够以另外的次序,或同时执行,等。
如上所述,控制电源管理的装置和方法的实施例具有各种优点。例如,根据本发明的实施例,在检测到设备或程序时,或在满足预设条件时,能够使用C4模式。另外,通过利用滤波驱动器监控预设设备或组件的使用,能够直接或自动启动C4模式。另外,通过程序,例如,对象执行链接例程,能够根据至少一个特定应用程序的执行或工作状态使用C4模式。而且,在检测到电池模式,声音输出和耳机时,或周围的噪音水平高于预设水平时能够使用C4模式。对那个检测到特定设备或程序,或满足特定条件时,能够响应于控制信号,如从南桥的寄存器输出的信号输出相应的电压。
前面所述的实施例和优点仅是示范性的,不解释为对本发明的限制。本教导可容易地应用于其他类型的装置。本发明的说明书是说明性的,并不限制权利要求书的范围。对本领域的技术人员来说,许多替换、修改和变动都是显而易见的。在权利要求书中,装置加功能的句子意在包含在此所描述的实现所引用的功能的结构。不仅是结构的等效物,也包括等效的结构。
Claims (23)
1.一种用于控制使用电源的***中的电源管理的装置,所述装置包括:
检测块,配置其以检测是否满足规定的条件;和
控制设备,其与检测块连接,配置其以基于所述检测块检测的信息输出与C4电源管理状态对应的信号。
2.如权利要求1所述的装置,其中,该规定的条件是当前是否在使用规定的设备,当前是否在使用规定的应用程序或用户条件。
3.如权利要求2所述的装置,其中,该当前***中使用的规定设备和规定应用程序的检测是由电源管理例程进行的。
4.如权利要求3所述的装置,其中,该电源管理例程是电池省能软件应用程序,其包括配置以分别检测规定的设备和规定的应用程序的滤波驱动器或对象执行链接例程。
5.如权利要求4所述的装置,其中,该电池省能软件存储在存储设备的HDD中,在***操作期间将该电池省能软件装载在主存储器上,并由控制设备的CPU执行。
6.如权利要求1所述的装置,其中,该控制设备包括配置以管理***设备和电源的南桥,其中配置该南桥以在检测块检测到特定设备、特定程序或特定条件时对电源设备产生特定信号值。
7.如权利要求6所述的装置,其中,该南桥包括寄存器,在所述寄存器中,基于检测块的检测结果设置C4选择值,其中在基于检测块的检测结果在寄存器中设置C4选择值时输出用于允许CPU在C4电源模式中工作的启动信号。
8.如权利要求1所述的装置,其中,在检测到特定设备或程序时,或在满足特定条件时,响应于由在南桥的寄存器中设置的C4比特输出的信号,向电源设备输出相应的电压,这里该南桥管理***设备和电源。
9.一种用于控制电源管理的方法,其包括:
检测***中是否使用预设设备或预设应用程序;
基于检测的结果控制电源设备的C4电源管理模式;和
基于控制操作进行电源管理。
10.如权利要求9所述的方法,其进一步包括:
检测***中当前在使用的设备或程序,检测操作是由CPU使用C4电源管理设备进行的;
设置与检测的设备或程序对应的寄存器值,其中该设置操作是由控制***设备和电源的设备进行的;和
从电源设备输出相应的电压,该电源设备是由对应于寄存器值输出的信号控制的。
11.如权利要求9所述的方法,其中,该在***中使用的预设设备由一个或多个程序操作。
12.如权利要求11所述的方法,其中,当在预设程序上进行电源管理时,选择连接程序并附加设置相应程序。
13.如权利要求9所述的方法,其中,该检测步骤包括检测预设条件的信息,所述预设条件包括使用电池作为***的电源、高于预设水平的***噪音、扬声器的使用或冷却风扇的旋转速度。
14.一种用于控制电源管理的方法,包括:
寄存信息以操作C4电源管理模式;
基于寄存的信息检测当前***操作信息;
在所述检测步骤检测到满足寄存的信息时,向电源设备输出C4电源管理控制信号;和
基于C4电源管理控制输出信号来控制控制设备。
15.如权利要求14所述的方法,包括基于检测到的当前***操作信息设置控制设备的寄存器值为电源管理模式值,其中由用户设置寄存信息。
16.如权利要求14所述的方法,其中,该寄存以作为C4电源管理模式操作的信息包括从在***中设计的设备或工作的程序、声音输出、噪音水平和冷却风扇的旋转速度中选择的至少一个元素。
17.如权利要求16所述的方法,其中,该南桥ICH响应于设置值,向CPU核心DC/DC转换器施加C4启动信号,其中从CPU核心DC/DC转换器向CPU输出与更深度休眠信号对应的电压。
18.一种用于控制电源管理的方法,包括:
根据控制设备的类型搜索是否支持电源管理模式的C4模式;
操作C4监控设备;
基于C4监控设备的操作,输出用于控制C4模式的启动/停用的信号;和
基于输出信号进行电源管理。
19.如权利要求18所述的方法,包括寄存C4监控设备,其中该寄存步骤包括:
寄存用于检测运行的程序的链接例程;和
在特定设备中安装滤波驱动器从而检测操作设备,并且其中操作C4监控设备的步骤包括:
监控是否满足特定设备的操作、特定程序的操作和***预设的条件的至少其中之一,
基于监控结果设置用于执行C4模式的寄存器值,
在设置结果是C4模式启动且当前模式是C4模式时,维持C4模式,
在设置结果是C4模式启动且当前模式不是C4模式时,启动C4模式,
在设置结果是C4模式停用且当前模式是C4模式时,停用C4模式,和
重复该监控。
20.一种用于控制电源管理的方法,包括:
选择C4电源模式启动/停用;
对特定条件进行监控;和
基于监控结果启动执行C4电源模式。
21.如权利要求20所述的方法,其中,该监控是通过操作检测器检测规定的设备的工作进行的。
22.如权利要求21所述的方法,其中,该检测器是滤波驱动器且该设备是扬声器。
23.如权利要求20所述的方法,其中,所述选择C4电源模式启动/停用的步骤是通过在OS中支持的选择或由制造商提供的选择进行的。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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