JP2012076706A - 車両用電装部品の制御装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内容の異なる第１のプログラムがインストールされたマイクロコンピュータに対して記憶部全体の検査を容易に行え、マイクロコンピュータの動作の信頼性を確保することができる車両用電装部品の制御装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】第１記憶部３１には調整データ記憶領域３３が設けられ、基本プログラム記憶領域３２に記憶される基本プログラムのバージョンに応じた調整データが記憶される。調整データは、第１記憶部３１に対する検査プログラムによる検査結果（検査値）が、基本プログラムのバージョンによらず、同値となるように調整される。よって、検査プログラムによるフラッシュメモリ３０のすべての記憶領域の検査のため、基本プログラムのバージョンに応じた検査プログラムを用意する必要がない。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される電装部品を制御するための各種処理を行う車両用電装部品の制御装置およびその制御方法に関する。

車両には、例えば酸素センサ、ＮＯｘセンサ、ＨＣセンサ等のガスセンサや、グロープラグ、尿素水濃度センサなど、様々な電装部品が搭載される。それらの電装部品は、マイクロコンピュータを搭載した制御装置によって制御されている（例えば、特許文献１参照。）。マイクロコンピュータは、制御を司るＣＰＵと、ＣＰＵ自身や電装部品の制御に関する処理を行う各種プログラム等を記憶する記憶部を内蔵する。

記憶部には、記憶内容が保護される第１の記憶部と、記憶内容を容易に書き換えることができる第２の記憶部とが設けられている。第１の記憶部には、マイクロコンピュータの基本動作に関する処理を行ったり、第２の記憶部を書き換えたりするための基本プログラムが記憶される。また、第２の記憶部には、電装部品の制御に関する処理を行う各種の制御プログラムが記憶される。例えば、基本プログラムは、マイクロコンピュータの利用者が任意に作成する場合や、第２の記憶部の書き換えをサポートするメーカーによりプログラムが提供される場合がある。また、制御プログラムは、マイクロコンピュータの利用者が任意に作成する。

ところで、マイクロコンピュータの動作の信頼性を確保するため、制御プログラムには、記憶部全体、すなわち第１および第２の記憶部の記憶内容を検査するための検査プログラムが含まれる場合がある。ここで、制御プログラムがアップデートされた場合、検査プログラムの検査結果がアップデート前と異なってくるので、マイクロコンピュータの利用者は、制御プログラムのバージョンに応じた検査プログラムによる検査結果の比較データを用意し、新しい制御プログラムとともに第２の記憶部に記憶させればよい。

特開２０００−１７１４３５号公報

しかしながら、第１の記憶部の基本プログラムは、仕様変更やアップデートにより変更される場合がある。制御プログラムが、どのバージョンの基本プログラムが導入されたマイクロコンピュータにインストールされても、検査プログラムが正常に機能するためには、利用者は、基本プログラムの各バージョンにそれぞれ対応する検査結果の比較データを含む検査プログラムを用意する必要があった。こうした手間を省くため、検査プログラムが基本プログラムに対する検査を行わないようにしてもよいが、マイクロコンピュータの動作に対し、より高い信頼性を確保するには、検査プログラムによる検査が記憶部全体に対して行われることが好ましい。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、内容の異なる第１のプログラムがインストールされたマイクロコンピュータに対して記憶部全体の検査を容易に行え、マイクロコンピュータの動作の信頼性を確保することができる車両用電装部品の制御装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１態様によれば、ＣＰＵと、前記ＣＰＵ自身の制御を行うための第１のプログラムを格納し、前記第１のプログラムが記憶された後には記憶内容が保護されて書き換えることができない第１の記憶部と、車両に搭載される電装部品の制御を行うための第２のプログラムを格納し、前記第２のプログラムが記憶された後でも記憶内容を書き換えることが可能な第２の記憶部と、を含むマイクロコンピュータを備え、前記電装部品を制御するための各種処理を行う車両用電装部品の制御装置であって、前記第２のプログラムは、前記第１の記憶部の記憶内容と前記第２の記憶部の記憶内容とが正常か否かを検査するための第３のプログラムを含むものであり、前記第１の記憶部は、前記第１のプログラムが記憶される第１記憶領域と、前記第３のプログラムによる前記第１の記憶部に対する検査の結果を調整するデータが記憶される第２記憶領域と、を有する車両用電装部品の制御装置が提供される。

第１態様にかかる車両用電装部品の制御装置において、第３のプログラムによる第１の記憶部に対する検査は、第１記憶領域に記憶される第１のプログラムの内容が異なれば、異なる検査結果が得られるが、第２記憶領域に記憶される調整用のデータを調整することによって、第１のプログラムの内容に関わらず、検査結果を調整することができる。これにより、内容の異なる第１のプログラムが第１の記憶部に格納されたマイクロコンピュータが複数種類あっても、第１のプログラムの内容にあわせた複数種類の第３のプログラムの検査結果の比較データをそれぞれ用意する必要がない。よって、第２のプログラムを開発する際に、第３のプログラムが１種類で足りるため、第２のプログラムも１種類で済む。このため、第２のプログラムを第２の記憶部に記憶させる作業を行う際に、非対応の第２のプログラムを誤って記憶させてしまう虞がない。したがって、第１のプログラムの内容によらず、第１の記憶部および第２の記憶部に対する検査を確実に行うことができるので、マイクロコンピュータの動作の信頼性を確保することができる。また、第３のプログラムを作成する際に、第１のプログラムの内容の違いを考慮する必要がないので、第２のプログラムの開発工程を簡素化することができる。

本発明の第２態様によれば、ＣＰＵと、前記ＣＰＵ自身の制御を行うための第１のプログラムを格納し、前記第１のプログラムが記憶された後には記憶内容が保護されて書き換えることができない第１の記憶部と、車両に搭載される電装部品の制御を行うための第２のプログラムを格納し、前記第２のプログラムが記憶された後でも記憶内容を書き換えることが可能な第２の記憶部と、を含むマイクロコンピュータを備える制御装置において実行され、前記電装部品を制御するための各種処理を行う車両用電装部品の制御方法であって、前記第２のプログラムは、前記第１の記憶部の記憶内容と前記第２の記憶部の記憶内容とが正常か否かを検査するための第３のプログラムを含むものであり、前記第１の記憶部には、前記第１のプログラムが記憶される第１記憶領域と、前記第３のプログラムによる前記第１の記憶部に対する検査の結果を調整するデータが記憶される第２記憶領域と、が含まれ、前記第１記憶領域に記憶される前記第１のプログラムに変更があった場合には、前記第３のプログラムによる前記第１の記憶部に対する検査の結果として、変更前と同一の結果が得られるように、前記第２記憶領域に記憶されるデータが調整される車両用電装部品の制御方法が提供される。

第２態様に係車両用電装部品の制御方法が提供されることによって、第１態様と同様の効果を得ることができる。

センサ制御装置１の電気的な構成を示すブロック図である。 フラッシュメモリ３０の記憶領域の概略的な構成を示す図である。 フラッシュメモリ３０に記憶される各種プログラム等の状態を模式的に示す図である。 フラッシュメモリ３０に記憶される各種プログラム等の状態を模式的に示す図である。

以下、本発明を具体化した車両用電装部品の制御装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、参照する図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されているセンサや装置などの構成、各種処理のフローチャート等は、特に特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。

図１に示す、センサ制御装置１は、自動車等の車両に取り付けられる電装部品としてのガスセンサ５の駆動制御を担う装置である。ガスセンサ５の例としては、固体電解質体を用いて形成された検出素子を有する酸素センサやＮＯｘセンサ等が挙げられる。なお、車両用の電装部品としては、ガスセンサ以外にも、尿素水濃度センサ、ノックセンサ、温度センサなどのセンサ類や、グロープラグ、インジェクタ等を例に挙げることができる。

センサ制御装置１は、自動車のＥＣＵ（エンジン制御装置）６と通信し、ＥＣＵ６からの指示信号に応じてガスセンサ５に電力を供給する。また、ガスセンサ５から特定ガスの濃度を反映した電圧信号や検出素子のインピーダンスを反映した電圧信号を検出して、ＥＣＵ６に出力する。ＥＣＵ６との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を使用して行われる。

センサ制御装置１は、マイクロコンピュータ２、通信回路部３、制御回路部４を備える。マイクロコンピュータ２は、公知のＣＰＵ１０、ＲＡＭ２０、フラッシュメモリ３０、書込制御回路４０を備える。ＣＰＵ１０は、各種プログラムを実行し、マイクロコンピュータ２の制御を司る。ＲＡＭ３０には、ＣＰＵ１０が実行する各種のプログラムの実行の際に使用される各種変数やフラグ、カウンタ等が一時的に記憶される。フラッシュメモリ３０には、マイクロコンピュータ２の基本動作に関する処理を行ったり、後述する第２記憶部３６を書き換えたりするための基本プログラムや、ガスセンサ５を制御するための制御プログラム等、各種プログラムや初期値等が記憶されている。なお、フラッシュメモリ３０の詳細については後述する。

書込制御回路４０は、フラッシュメモリ３０にデータやプログラム等を記憶させる場合の制御を行う回路である。例えば、プログラム等の書き込みを行う際のアドレスの指定や、特定の記憶領域に対して記憶内容を消去できない（すなわち書き換えできない）ように保護するなど、記憶領域の管理を行う。なお、フラッシュメモリ３０からデータやプログラム等の読み込みは、ＣＰＵ１０が直接アドレスを指定して行うことができる。

通信回路部３と制御回路部４は、それぞれ、マイクロコンピュータ２に接続されている。通信回路部３は、ＥＣＵ６との間で信号の入出力を行うためのインタフェイスである。上記のように、ＥＣＵ６に接続され、マイクロコンピュータ２とＥＣＵ６との間でのＣＡＮによるシリアル通信を制御する。制御回路部４は、ガスセンサ５の駆動制御を行うための回路部である。制御回路部４は、マイクロコンピュータ２からの指示に従い、ガスセンサ５の検出素子（図示外）に駆動電流を流し、検出素子から特定ガスの濃度を反映した電圧信号や検出素子のインピーダンス（検出素子の温度に相関がある当該検出素子のインピーダンス）を反映した電圧信号を取得する。検出信号はマイクロコンピュータ２によってＥＣＵ６に出力される。

次に、マイクロコンピュータ２に内蔵されるフラッシュメモリ３０について説明する。本実施の形態において、フラッシュメモリ３０は、マイクロコンピュータ２の用途に応じた各種プログラムを記憶する書き換え可能なＲＯＭ（プログラマブルＲＯＭ）として機能する。

図２に示すように、フラッシュメモリ３０は、第１記憶部３１と第２記憶部３６の２つの記憶領域を有する。第１記憶部３１は、書込制御回路４０によって記憶領域内へのデータやプログラム等の書き込みが制限され、書き込み後の記憶内容の消去や追加書き込みが禁止され、記憶内容が保護される記憶領域である。第１記憶部３１には、後述する調整データを記憶するための調整データ記憶領域３３が設けられている。また、第１記憶部３１において、調整データ記憶領域３３を除く記憶領域には、マイクロコンピュータ２の基本動作を制御するための基本プログラム（ファームウェア）が記憶される。以下では、第１記憶部３１において基本プログラムが記憶された記憶領域を、便宜上、基本プログラム記憶領域３２と呼ぶ。また、第１記憶部３１において、基本プログラム記憶領域３２と調整データ記憶領域３３を除く記憶領域を、便宜上、空き領域３４と呼ぶ。上記したように、第１記憶部３１に基本プログラムおよび調整データが記憶された後は、書込制御回路４０によって、第１記憶部３１の記憶内容が消去できず、また、空き領域３４にもデータ等の書き込みができないように制御される。

第２記憶部３６は、書込制御回路４０によって、データやプログラム等の書き込みや記憶内容の消去が許可され、書き換えることができる記憶領域である。第１記憶部３１には、ガスセンサ５を制御するための制御プログラムが記憶される。以下では、第２記憶部３６において、制御プログラムの記憶された記憶領域を、便宜上、制御プログラム記憶領域３７と呼ぶ。また、制御プログラムには、センサ制御装置１やマイクロコンピュータ２、ガスセンサ５の動作に異常が発生していないか確認するための各種の異常診断プログラムが含まれる。本実施の形態では、各種の異常診断プログラムのうち、フラッシュメモリ３０の記憶内容に不整合が生じていないかについての検査（いわゆるＲＯＭチェック）を行う検査プログラムに着目する。以下では、制御プログラム記憶領域３７内において、検査プログラムが記憶された記憶領域を、便宜上、検査プログラム記憶領域３８と呼ぶこととする。また、第２記憶部３６において、制御プログラム記憶領域３７を除く記憶領域を、便宜上、空き領域３９と呼ぶ。

このような構成のセンサ制御装置１のマイクロコンピュータ２では、駆動時に、ＣＰＵ１０によって、まず、第１記憶部３１に記憶された基本プログラムが実行され、センサ制御装置１を構成する種々のデバイスの制御や初期化が行われる。次いで第２記憶部３６に記憶された制御プログラムが実行され、ガスセンサ５の制御が開始される。制御プログラムに含まれる検査プログラムは、制御プログラムの実行に伴い行われる処理の一つとして、実行される。

検査プログラムでは、フラッシュメモリ３０の記憶内容について検査がなされる。記憶内容の検査は、例えば、公知のＣＲＣ方式やチェックサム方式などによって行われる。ここでは説明を簡易化するため、チェックサム方式による検査が行われるものとする。チェックサム方式は、検査対象となる記憶領域に記憶されるすべてのデータ（データが記憶されていない領域も含む）を加算して検査値を求め、あらかじめ求められている検査比較値と比較することで、データの整合性を確認する検査方式である。検査の具体的な方法（計算方法など）については、公知であるので、以下では検査結果について着目して説明を行う。また、検査値は、全データの加算値が用いられる場合もあるが、本実施の形態では、下位所定ビット分、例えば、下位２５６ビット分のデータを用いるものとする。

検査プログラムによる検査対象は、フラッシュメモリ３０のすべての記憶領域である。すなわち、図３に示す、第１記憶部３１を構成する基本プログラム記憶領域３２、調整データ記憶領域３３、空き領域３４と、第２記憶部３６を構成する制御プログラム記憶領域３７（検査プログラム記憶領域３８を含む）、空き領域３９とが、検査対象となる。検査プログラムによる検査の過程で算出される、第１記憶部３１の検査値は、基本プログラム記憶領域３２の全データと、調整データ記憶領域３３の全データと、空き領域３４の全データとを加算した値に基づく。

前述したように、第１記憶部３１は、書込制御回路４０によって書込保護されている。ここで、基本プログラム記憶領域３２に記憶される基本プログラムに対して、仕様変更やアップデートに伴いバージョンアップがなされる場合がある。このため、市場にて流通するマイクロコンピュータ２には、バージョンアップ前の基本プログラムがインストールされたものと、バージョンアップ後の基本プログラムがインストールされたものとが存在する場合がある。ゆえに、バージョンの異なる基本プログラムがインストールされたマイクロコンピュータ２を搭載したセンサ制御装置１において、同一の検査プログラムによる検査を行った場合、通常は、検査値が異なるため、基本プログラムのバージョンに応じた検査比較値が必要となる。

本実施の形態では、検査プログラムによる検査値を調整するための調整データを記憶する調整データ記憶領域３３を、第１記憶部３１に設けている。調整データは、検査プログラムによる第１記憶部３１に対する検査結果（検査値）が、基本プログラムのいずれのバージョンに対しても同一となるように、検査値を調整するためのデータである。調整データは、基本プログラムの作成時や更新時に、そのバージョンに対応するように、その都度算出され、調整データ記憶領域３３に記憶される。第１記憶部３１の検査値として得たい値が検査プログラムによって算出されるように、調整データ記憶領域３３の記憶内容を適宜変更することで、調整データの調整が行われる。これにより、基本プログラム記憶領域３２に対する検査では基本プログラムのバージョン次第で検査値が異なる状況であっても、第１記憶部３１に対する検査では、基本プログラムのバージョンに関わらず、常に、同一の値を得ることができる。

例えば、図３に、市場に出荷されたセンサ制御装置１のマイクロコンピュータ２のフラッシュメモリ３０に、プログラム等がインストールされた様子を模式的に示す。図３は、プログラムやデータの大きさや内容の違いを、黒四角の数の違いで模式的に示したものである。図３に示すように、フラッシュメモリ３０の基本プログラム記憶領域３２および空き領域３４の全データの加算値に基づく検査値（図中「ＳＵＭ」と示し、下位２桁の１６進数で表記する。）は、例えば「４Ｆ」となる。また、調整データ記憶領域３３の検査値は、例えば「３１」である。したがって、第１記憶部３１の検査値は、両者を合計した「８０」となる。

この基本プログラムがバージョンアップされ、新たに市場に出荷されたセンサ制御装置１のマイクロコンピュータ２のフラッシュメモリ１３０を、図４に示す。フラッシュメモリ１３０の第１記憶部１３１の基本プログラム記憶領域１３２および空き領域１３４の検査値は、例えば「６３」となる。第１記憶部３１の検査値が、バージョンアップ前の検査値「８０」となるように、この基本プログラムにあわせて調整データが調整される。すなわち、調整データ記憶領域１３３の検査値が、「８０」から「６３」を減算した「１Ｄ」となるように、調整データが調整される。このようにして、第１記憶部１３１の検査値は、基本プログラムのバージョンアップ前と同様に、「８０」とされる。

また、図３、図４に示すように、基本プログラムのバージョンアップ前のフラッシュメモリ３０の第２記憶部３６と、フラッシュメモリ１３０のバージョンアップ後の第２記憶部３６とには、同一の制御プログラムがインストールされている。よって、第２記憶部３６を対象とする検査の検査値は、バージョンアップ前もバージョンアップ後も同じであり、例えば「５Ｅ」となる。したがって、検査プログラムによってフラッシュメモリ３０またはフラッシュメモリ１３０に対して行われる検査では、いずれも、検査値として「ＤＥ」を得られることとなる。よって、検査プログラムにおいて比較される検査比較値をあらかじめ求めておき、それが「ＤＥ」であれば、ＣＰＵ１０は、フラッシュメモリ３０（または１３０）の記憶内容に異常はないと判定することができ、制御プログラムに従って、ガスセンサ５の制御を行うことができる。

以上説明したように、検査プログラムによる第１記憶部３１に対する検査は、基本プログラム記憶領域３２に記憶される基本プログラムの内容（バージョン）が異なれば、異なる検査結果（検査値）が得られるが、調整データ記憶領域３３に記憶される調整データを調整することによって、基本プログラムのバージョンに関わらず、検査値が、例えば同一となるように調整することができる。これにより、バージョンの異なる基本プログラムが第１記憶部３１に格納されたマイクロコンピュータ２が複数種類あっても、基本プログラムのバージョンにあわせた複数バージョンの検査プログラム（基本プログラムのバージョンに対応する検査結果の比較データを含む検査プログラム）をそれぞれ用意する必要がない。よって、制御プログラムを開発する際に、検査プログラムが１種類で足りるため、制御プログラムも１種類で済む。このため、制御プログラムを第２記憶部３６に記憶させる作業を行う際に、非対応の制御プログラムを誤って記憶させてしまう虞がない。したがって、基本プログラムのバージョンによらず、フラッシュメモリ３０の記憶内容に対する検査を確実に行うことができるので、マイクロコンピュータ２の動作の信頼性を確保することができる。また、検査プログラムを作成する際に、基本プログラムのバージョンの違いを考慮する必要がないので、制御プログラムの開発工程を簡素化することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。検査プログラムによる検査は、チェックサム方式に限らず、ＣＲＣ方式やパリティチェック方式など、公知のさまざまな誤り検出方式を用いることができる。

また、調整データは、検査値として、基本プログラムのバージョンに関わらず同じ値が得られるようにしたが、検査結果が正しいと導ける検査値を得られれば足り、例えば所定の規則に従った、同一とみなせる検査値が得られるように、調整できればよい。例えば、検査値が素数となれば、フラッシュメモリ３０の記憶内容が正しいと判定できるのであれば、そのような検査値を得られるように調整データを調整すればよいし、検査値が、所定値より大きければ、あるいは所定範囲内の値をとれば正常であるならば、そのような結果を得られるように、調整データを調整すればよい。

また、本実施の形態では、フラッシュメモリ３０の記憶領域を、書き込み内容が保護される領域と、書き換え可能な領域とに管理し、それぞれを、第１記憶部３１、第２記憶部３６とした。これに限らず、マイクロコンピュータ２にＲＯＭとして機能する記憶装置を２種類内蔵してもよい。例えば、第１記憶部３１として、ＯＴＰＲＯＭ（ＯｎｅＴｉｍｅＰＲＯＭ）を使用し、第２記憶部３６としてフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭを使用してもよい。また、フラッシュメモリ３０の代わりに、ＥＥＰＲＯＭやＵＶ−ＥＰＲＯＭなどのＥＰＲＯＭを用いて、本実施の形態と同様に、一部を書き込み保護された領域として使用してもよい。

また、センサ制御装置１は、本実施の形態ではＥＣＵ６と離れた位置に設けられる独立した装置として提供されたが、ＥＣＵ６に組み込まれる形態として提供されてもよい。

なお、本実施の形態においては、基本プログラムが「第１のプログラム」に相当し、制御プログラムが「第２のプログラム」に相当し、検査プログラムが「第３のプログラム」に相当する。第１記憶部３１が「第１の記憶部」に相当し、第２記憶部３６が「第２の記憶部」に相当する。ガスセンサ５が「電装部品」に相当し、センサ制御装置１が「制御装置」に相当する。基本プログラム記憶領域３２が「第１記憶領域」に相当し、調整データ記憶領域３３が「第２記憶領域」に相当する。

１ センサ制御装置
２ マイクロコンピュータ
５ ガスセンサ
１０ ＣＰＵ
３０ フラッシュメモリ
３１ 第１記憶部
３２ 基本プログラム記憶領域
３３ 調整データ記憶領域
３６ 第２記憶部

Claims (2)

1. ＣＰＵと、
   前記ＣＰＵ自身の制御を行うための第１のプログラムを格納し、前記第１のプログラムが記憶された後には記憶内容が保護されて書き換えることができない第１の記憶部と、
   車両に搭載される電装部品の制御を行うための第２のプログラムを格納し、前記第２のプログラムが記憶された後でも記憶内容を書き換えることが可能な第２の記憶部と、
   を含むマイクロコンピュータを備え、前記電装部品を制御するための各種処理を行う車両用電装部品の制御装置であって、
   前記第２のプログラムは、前記第１の記憶部の記憶内容と前記第２の記憶部の記憶内容とが正常か否かを検査するための第３のプログラムを含むものであり、
   前記第１の記憶部は、
   前記第１のプログラムが記憶される第１記憶領域と、
   前記第３のプログラムによる前記第１の記憶部に対する検査の結果を調整するデータが記憶される第２記憶領域と、
   を有することを特徴とする車両用電装部品の制御装置。
2. ＣＰＵと、前記ＣＰＵ自身の制御を行うための第１のプログラムを格納し、前記第１のプログラムが記憶された後には記憶内容が保護されて書き換えることができない第１の記憶部と、車両に搭載される電装部品の制御を行うための第２のプログラムを格納し、前記第２のプログラムが記憶された後でも記憶内容を書き換えることが可能な第２の記憶部と、を含むマイクロコンピュータを備える制御装置において実行され、前記電装部品を制御するための各種処理を行う車両用電装部品の制御方法であって、
   前記第２のプログラムは、前記第１の記憶部の記憶内容と前記第２の記憶部の記憶内容とが正常か否かを検査するための第３のプログラムを含むものであり、
   前記第１の記憶部には、前記第１のプログラムが記憶される第１記憶領域と、前記第３のプログラムによる前記第１の記憶部に対する検査の結果を調整するデータが記憶される第２記憶領域と、が含まれ、
   前記第１記憶領域に記憶される前記第１のプログラムに変更があった場合には、前記第３のプログラムによる前記第１の記憶部に対する検査の結果として、変更前と同一の結果が得られるように、前記第２記憶領域に記憶されるデータが調整されることを特徴とする車両用電装部品の制御方法。

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