JPH05282613A - Ｐｒｍｌデータ・チャンネルにおける事前補償値を決定する方法及び装置 - Google Patents

Ｐｒｍｌデータ・チャンネルにおける事前補償値を決定する方法及び装置

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JPH05282613A
JPH05282613A JP4340255A JP34025592A JPH05282613A JP H05282613 A JPH05282613 A JP H05282613A JP 4340255 A JP4340255 A JP 4340255A JP 34025592 A JP34025592 A JP 34025592A JP H05282613 A JPH05282613 A JP H05282613A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 部分応答最大尤度（ＰＲＭＬ）データ・チャ
ンネルにおける調整可能な事前補償値を決定する方法お
よび装置を提供する。 【構成】 ＰＲＭＬデータ・チャンネルは、書込みデー
タ波形を変調する調整可能な事前補償機能を含む。予め
定めたテスト・パターン（以下、ＴＰと略す）は、ディ
スク・ファイルにおける書込み回路を用いて書込まれ
る。予め定めたＴＰは、チャンネルの不等化の影響を受
けず、利得およびタイミング制御のための基準を提供す
る。書込まれた予め定めたＴＰは、ディスク・ファイル
における読出し回路を用いて読み戻される。読み戻され
た予め定めたＴＰにおけるサンプル値の誤差は、ＴＰで
書込まれたデータ・セクターの標準的読出し操作を行い
ながら、ＰＲＭＬデータ・チャンネルに設けられたロジ
ックを用いて識別される。調整可能な書込み事前補償値
は、誤差の識別に応答して調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、部分応答最大尤度（Ｐ
ＲＭＬ）検出を用いる形式の直接アクセス記憶装置（Ｄ
ＡＳＤ）に関し、特にＰＲＭＬデータ・チャンネルにお
ける事前補償値決定のための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータは、後で使用するためデー
タを書込むことができ、データを読出すことができる媒
体を備えた補助記憶ユニットをしばしば含んでいる。重
ねられた共に回転する固定磁気ディスクを内蔵するディ
スク・ドライブ装置が、ディスク表面にデータを磁気形
態で記憶するため使用される。データは、ディスクの表
面上に並べられた同心円の半径方向に離間されたデータ
情報トラックに記録される。経路内で駆動軸に向けて、
またこれから遠去かるよう駆動されるトランスジューサ
・ヘッドが、データをディスクに対して書込み、またデ
ータをディスクから読出す。ディジタル・データ通信お
よび記録アプリケーション用として最大尤度シーケンス
検出法による部分応答信号が公知である。高データ密度
および高データ速度の達成の結果、ディスク上のディジ
タル・データの書込みおよび読出しのためのＰＲＭＬチ
ャンネルの使用をもたらすことになった。
【０００３】磁気記録における非線形ビット・シフト
（ＮＬＢＳ）は、前の遷移の近似効果による書込み遷移
の位置的なシフトである。ＰＲＭＬでは、リードバック
波形が規則的な間隔で同期的にサンプルされる。サンプ
ル値は、書込み遷移の位置に依存する。従って、非線形
ビット・シフトの如き不要のシフトはサンプル値におけ
る誤差をもたらし、これが更にＰＲＭＬチャンネルの性
能を低下させる。書込み事前補償即ちプリコンプ（ｐｒ
ｅｃｏｍｐ）が用いられて、書込み中の遷移をシフトさ
せることにより磁石におけるＮＬＢＳを打消す。しか
し、ＮＬＢＳを測定して書込みプリコンプを調整するた
めの公知の方法は、ＰＲＭＬチャンネルに複雑さを増
す。
【０００４】例えば、ＮＬＢＳを測定する１つの提起さ
れた方法は、２つの関係のない遷移に対する双ビット
（２ビット・グループ）の応答を定義して、その位置を
識別することである。別の提起された方法は、インパル
ス応答を決定するため特に設計された疑似ランダム・シ
ーケンスを使用する。次にビット・シフトが既知の位置
におけるエコーにより測定される。両方の方法は、複雑
なデータ操作と高精度の波形記録を必要とする。第３の
方法は、非線形システムのボルテッラ（Ｖｏｌｔｅｒｒ
ａ）カーネルを識別する。これらの方法は、比較的複雑
であり遅い。第４の方法は、部分ビット・パターンおよ
び周波数選択レシーバを使用してＮＬＢＳを測定する。
ビット・パターンは、全てのビットがＮＬＢＳなしに書
込まれる時予め定めた周波数成分を除去するように設計
され、周波数の大きさは、検出されると、ＮＬＢＳを補
償するため書込みプリコンプを調整するのに使用するこ
とができる。ＰＲＭＬに通常存在しないハードウエアが
第４の方法に対して要求される。
【０００５】上記および他の公知の装置の短所は、書込
み事前補償調整法の実施のため必要な付加的なハードウ
エアと時間の双方を含むことである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
ディスク・ドライブ・データ記憶システムのＰＲＭＬデ
ータ・チャンネルにおける調整可能な書込み事前補償値
を決定するための改善された方法の提供にある。他の目
的は、実質的に好ましからざる影響がなく、従来技術の
装置の多くの短所を克服する改善された書込み事前補償
調整法の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】要約すれば、本発明の目
的および利点は、部分応答最大尤度（ＰＲＭＬ）データ
・チャンネルにおける事前補償値決定のための方法およ
び装置により達成される。ＰＲＭＬデータ・チャンネル
は、書込みデータ波形の修正のための調整可能な事前補
償機能を含む。予め定めたテスト・パターンが、ディス
ク・ファイルにおける書込み回路をを用いて書込まれ
る。この予め定めたテスト・パターンは、チャンネルの
不等化に不感応であり、利得およびタイミング制御のた
めの基準を提供する。書込まれる予め定めたテスト・パ
ターンは、ディスク・ファイルの読出し回路を用いて読
み戻される。読み戻しの予め定めたテスト・パターンに
おけるサンプル値における誤差は、テスト・パターンで
書込まれたデータ・セクターの標準的読出し操作を行い
ながら、ＰＲＭＬデータ・チャンネルに提供された論理
を用いて識別される。調整可能な書込み事前補償値は、
誤差の識別に応答して調整される。
【０００８】
【実施例】図１において、全体的に１２で示されるデー
タ記憶媒体と、全体的に１４で示されるインターフェー
ス制御装置とを含むデータ記憶ディスク・ファイル１０
の各部を示す部分概略ブロック図が示される。本発明の
望ましい実施態様において、データ記憶媒体１２は、他
の機械的に運動するメモリー形態も使用できるが、固定
磁気ディスク・ドライブ装置１２に実施される。装置１
２は、本発明の利用が特定のドライブ装置構造の細部に
限定されるものではないため、本発明の理解のため充分
な簡素化形態において示される。
【０００９】まず図面の図１および図２において、ディ
スク・ドライブ装置１２は、少なくとも１つの磁気面２
０を持つディスク１８のスタック１６を含む。ディスク
１８は、同時に回転するように一体化されたスピンドル
およびモータ組立体２６により平行に取付けられる。各
ディスク１８上のデータ情報は、ディスク面２０を横切
って移動可能な対応するトランスジューサ・ヘッド２８
により読出みおよび（または）書込みが行われる。
【００１０】トランスジューサ・ヘッド２８は、支持ス
ピンドル３４の周囲に同時に枢動するように一体化され
たアーム３２により支持される撓みばね３０上に取付け
られる。アーム３２の１つは、ヘッド駆動モータ３８に
より枢動するよう駆動される延長部３６を含む。幾つか
の駆動装置が一般に使用されるが、このモータ３８は、
追従させられるデータ・シリンダと整合するようにヘッ
ドを定置するため半径方向に同期してトランスジューサ
・ヘッド２８を移動させるように制御される磁石および
鉄芯組立体（図示せず）と共働するボイス・コイル・モ
ータ３９を含み得る。ＶＣＭ３９は、固定された磁界内
で移動可能であり、コイルの運動の方向および速度は供
給される電流により制御される。ディスク・ファイル１
０の種々の構成要素は、線２６Ａ上のモータ制御信号お
よび線３８Ａ上の位置制御信号の如き制御装置１４によ
り生成される信号によって動作が制御される。
【００１１】次に図３において、本発明の書込み事前補
償値決定法を実施するため全体的に４０で示されるＰＲ
ＭＬデータ・チャンネルのブロック図が示される。本発
明の一特徴によれば、書込み事前補償値の決定は、ディ
スク・ファイル１０において使用可能な部分応答最大尤
度（ＰＲＭＬ）記録チャンネル４０の統合された即ち盛
込まれた機能であり、従って外部のテスト装置は不要で
ある。調整可能なＰＲＭＬ事前補償機能即ちプリコンプ
４２は、ディスク表面への書込みのため変調された書込
み電流を提供する書込みドライバ回路４４に与えられる
変調２進パルス信号を生じる。アナログ読出し信号は、
ヘッドおよびディスク・ブロック４６で得られ、この読
出し信号は読出し前置増幅器４８へ与えられる。増幅さ
れた読出し信号は、ＰＲＭＬチャンネル検出ブロック５
０へ与えられる。
【００１２】テスト・パターンは、標準的ドライブ書込
み回路を用いてディスク２０に書込まれ、次いで標準的
ドライブ読出し回路を用いて読み戻される。全体的に５
１で示される自動プリコンプ調整ロジックは、テスト・
パターンが書込まれたデータ・セクターの標準的な読出
し操作を行いながら、事前補償調整値を計算するため使
用される。
【００１３】ＰＲＭＬチャンネル検出ブロック５０のサ
ンプルは、加算／減算ブロック５２へ与えられる。ＰＲ
ＭＬチャンネル検出ブロック５０のクロックおよび同期
信号は、加算／減算ブロック５２と接続されたコントロ
ーラ５４へ与えられる。加算／減算ブロック５２と接続
されたアキュムレータ５６は、測定された非線形ビット
・シフト（ＮＬＢＳ）を補償するためプリコンプ４２の
要求される調整と比例する累積された差を生じる。アキ
ュムレータ５６の累積差出力は、プリコンプ・コントロ
ーラ５８へ与えられる。プリコンプ・コントローラ５８
は、事前補償値を調整するため調整可能なプリコンプ４
２と接続される。
【００１４】図４は、全体的に７０で示される図に示し
た書込みデータ波形に対するＰＲＭＬプリコンプ４２の
影響を示す。非線形ビット・シフトの調整即ちプリコン
プ・シフト７２は、ショーテスト・マグネットを更に広
いものとして有効に生じるショーテスト１−長さマグネ
ットの後エッジの時間的な遅れを示している。ＰＲＭＬ
プリコンプ４２は、チャンネル信号経路の更に直線的な
書込み／読出し機能の正味結果によりマグネットにおけ
るＮＬＢＳを打消すため用いられる。７４で示されるプ
リコンプ・シフトでは、一緒に生じる多数のショート・
マグネットの最初のものが広がり、次のプリコンプ・シ
フト７６、７８がブロック・シフトされる。プリコンプ
・シフトは、有効に広がるマグネットに対しては別のマ
グネットが同じ遅れだけ縮められるため正味書込み信号
遅れを結果として生じない。
【００１５】図５は、非線形ビット・シフト効果が存在
しない場合、連続的なコード化ビット時間に対するサン
プル値のＳ（ｋ）で示される下記シーケンスを生じる予
め定めたテスト・パターンを示す。即ち、
【００１６】 ００１１００００−１０１００００−１−１００００１０−１００
【００１７】ＮＬＢＳは、２つの離れたパルスからの１
に等しいＳ（４）およびー１に等しいＳ（１６）、およ
び図５の予め定めたテスト・パターンに含まれる双ビッ
トの中間のゼロ・サンプルからのＳ（２３）の如きＰＲ
ＭＬチャンネル５０で得られる予め定めたサンプル値の
直線的重なりを用いて測定することができる。Ｓ（２
３）が離れた遷移におけるサンプル１および−１の正確
に和である、即ちシーケンスにおけるＳ（４）およびＳ
（１６）であることに注意されたい。事前補償の妥当性
の測定は、下式により与えられる差Ｅ１で識別される。
即ち、
【００１８】Ｅ１＝Ｓ（４）＋Ｓ（１６）−Ｓ（２３）
【００１９】波形の正／負の非対称性による誤差を少な
くするため、式
【００２０】Ｅ２＝Ｓ（３）＋Ｓ（１７）−Ｓ（１０）
【００２１】により与えられる第２の差Ｅ２が識別さ
れ、Ｅ１とＥ２間の差は下式により与えられる誤差の標
識として使用することができる。即ち、
【００２２】Ｅ＝Ｅ１−Ｅ２
【００２３】コントローラ５４が、サンプルが（Ｓ
（４）、Ｓ（１６）、Ｓ（１０））に対して加算される
か、あるいは（Ｓ（３）、Ｓ（１７）、Ｓ（２３））に
対して減算されるかを判定する。プリコンプ調整値を得
るためには、図５の信号パターンの予め定めた反復数に
わたる合計差Ｅがアキュムレータ５６で得られる。合計
差Ｅは、２×パターンの反復数で除されて平均サンプル
誤差を得る。ビット・シフトの量は、平均サンプル誤差
の大きさを、典型的には大きさ近く符号が反対であるが
サンプリング点Ｓ（３）またはＳ（１６）における勾配
で除すことによりプリコンプ・コントローラ５８によっ
て計算される。この勾配は、理論的あるいは実験的に評
価される。シフトの方向はＥの符号で与えられる。精度
を改善するため、計算されたプリコンプ値をテスト・パ
ターンに加え、満足し得る誤差Ｅに達するまでこの手順
を繰返すことができる。あるいはまた、シフトを計算す
る必要なくある範囲のプリコンプ値をテストすることに
より、最小の大きさＥについて探すことができる。線形
の重なりを調べるため他のセットのサンプルを使用する
こともまた可能である。
【００２４】次に図６乃至図１２において、２つの成分
を含むＮＬＢＳを測定するため使用された望ましいテス
ト・パターンを示すグラフが示される。この望ましい実
施例は、ゼロ・サンプルのみの誤差を累計することによ
り更に構成を簡素化する。図６において、第１の成分と
対応する予期される振幅値が垂直軸に対して示され、コ
ード化ビット時間値が水平軸に対して示される。テスト
・パターンの第１の成分は、正弦波の読出し波形を生じ
る反復する２−長さのマグネットとして書込まれる。正
弦波の周波数は、チャンネル通過帯域の中心付近にあ
る。１−長さのマグネットがパターンの書込みに使用さ
れないため、無視し得るＮＬＢＳがテスト・パターンの
第１の成分に存在する。
【００２５】図７は、１および３長さのマグネットとし
て書込まれるテスト・パターンの第２の成分を示し、第
１のパターンの第１の成分と同じ周波数の正弦波読出し
波形を生じる。１長さのマグネットがテスト・パターン
の第２の成分の書込みに使用されるため、ＮＬＢＳの影
響はテスト・パターンの第２の成分に含まれる。図７
は、非線形ビット・シフトがない場合を示している。
【００２６】図８および図９は、ＮＬＢＳの影響がない
場合とある場合のテスト・パターンの第１および第２の
組合わされた成分の対応するグラフを示している。図８
において、２つの成分が線形的条件下で組合わされた状
態が示される。図９は、ＮＬＢＳの影響が存在するもの
と組合わせた２つの成分を示している。図９において、
第１のテスト・パターン成分がＮＬＢＳの影響を実質的
に受けないこと、およびＮＬＢＳチャンネルにより得ら
れるサンプルが実質的に異なるように第２のテスト・パ
ターン成分がシフトされることに注意。
【００２７】図１０は、１６０のコード化ビット時間に
対する組合わされたテスト・パターンの第１および第２
の成分を示す。
【００２８】図９、図１０に示されるように、第１の成
分が支配的である。テスト・パターンの第１の成分が、
ＰＲＭＬチャンネルに対する利得およびタイミング制御
をサンプリングするための基準パターンを提供する。第
２の成分におけるゼロ・サンプルを用いて、ＮＬＢＳの
測定のための誤差項を生成する。基底線からのゼロ・サ
ンプルにおける誤差は、調整可能なプリコンプ４２に対
する調整値を得るため、信号の勾配１または−１により
乗じられて数値的に積算される。タイミング・モード
は、第２の成分のサンプルがチャンネルにタイミング情
報を与えないようにゲート・オフされて第１の成分にお
ける＋１および−１のサンプルがタイミング補正誤差項
に対して使用されるように、チャンネルのタイミング・
ループで使用することができる。
【００２９】図１１は、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）応
答、即ちテスト・パターンに含まれる相対周波数成分を
示している。図１１に示される如く、テスト・パターン
は１つの周波数成分により支配され、その結果ＮＬＢＳ
の測定はチャンネルの不等化に感応しない。
【００３０】図１２は、テスト・パターンのゼロ・パタ
ーンにおける誤差と１つのビット期間の百分率として要
求されるプリコンプ値との間の遷移を提示している。
【００３１】
【発明の効果】ディスク・ドライブ・データ記憶システ
ムのＰＲＭＬデータ・チャンネルにおける調整可能な書
込み事前補償値を決定するための改善された方法が提供
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を盛込んだデータ記憶ディスク・ファイ
ルを示す概略ブロック図である。
【図２】図１の装置の１つのディスク表面に対するアク
セス機構を示す図である。
【図３】図１のデータ記憶ディスク・ファイルにおける
本発明の方法による書込み事前補償値決定を行うための
ＰＲＭＬデータ・チャンネル内の装置を示す図である。
【図４】書込みデータ波形に対するＰＲＭＬプリコンプ
の影響を示す図である。
【図５】非線形ビット・シフト効果が存在しないときの
テスト・パターンを示すグラフである。
【図６】２つの成分を含むＮＬＢＳを測定するため使用
されたテスト・パターンのうち第１の成分を示すグラフ
である。
【図７】テスト・パターンの第２の成分を示すグラフで
ある。
【図８】ＮＬＢＳの影響がない場合のテスト・パターン
の第１及び第２の組合された成分を示すグラフである。
【図９】ＮＬＢＳの影響がある場合のテスト・パターン
の第１及び第２の組合わされた成分を示すグラフであ
る。
【図１０】１６０のコード化ビット時間に対するテスト
・パターンの第１及び第２の組合わされた成分を示すグ
ラフである。
【図１１】離散フーリエ変換（ＤＦＴ）応答、即ちテス
ト・パターンに含まれる相対周波数成分を示すグラフで
ある。
【図１２】テスト・パターンの所要プリコンプとゼロ・
サンプル誤差の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ディスク・ファイル １２ ディスク・ドライブ装置 １４ 制御装置 １６ ディスクのスタック １８ 磁気ディスク ２０ 磁気ディスク面 ２６ 一体化スピンドルおよびモータ組立体 ２８ トランスジューサ・ヘッド ３０ 撓みばね ３２ アーム ３４ 支持スピンドル ３６ アーム延長部 ３８ ヘッド駆動モータ ３９ ボイス・コイル・モータ ４０ 部分応答最大尤度（ＰＲＭＬ）記録チャンネル ４２ ＰＲＭＬプリコンプ ４４ 書込みドライバ回路 ４６ ヘッドおよびディスク・ブロック ４８ 読出し前置増幅器 ５０ ＰＲＭＬチャンネル検出ブロック ５１ 自動プリコンプ調整ロジック ５２ 加算／減算ブロック ５４ コントローラ ５６ アキュムレータ ５８ プリコンプ・コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョナサン・ダリル・コッカー アメリカ合衆国55906 ミネソタ州ロチェ スター、フィフス・ストリート・エヌ．イ ー． 1605 (72)発明者 リチャード・レオ・ガルブレイス アメリカ合衆国55901 ミネソタ州ロチェ スター、フィフティーセカンド・ストリー ト・エヌ．ダブリュ． 2232 (72)発明者 ヤー−シン・タン アメリカ合衆国95070 カリフォルニア州 サラトガ、キャニオン・ビュー・ドライブ 20851 (72)発明者 ロジャー・ウィリアム・ウッド アメリカ合衆国95020 カリフォルニア州 ギルロイ、エル・マタドール・ドライブ 8305

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】書込みデータ波形を変調するための調整可
    能な事前補償機能を含む部分応答最大尤度（ＰＲＭＬ）
    データ・チャンネルにおける調整可能な書込み事前補償
    値を決定する装置において、 予め定めたテスト・パターンを書込む手段と、 前記の書込まれた予め定めたテスト・パターンを読み戻
    す手段と、 前記読み戻された予め定めたテスト・パターンにおける
    サンプル値における誤差を検出する手段と、 誤差を検出する前記手段に応答して前記調整可能な書込
    み事前補償値を調整する手段と、を設け、 前記誤差検出手段および前記調整可能な書込み事前補償
    値調整手段が前記ＰＲＭＬデータ・チャンネル内に含ま
    れ、これにより外部テスト装置が不要であることを特徴
    とする装置。
  2. 【請求項２】前記予め定めたテスト・パターンが選択さ
    れた主周波数成分を有し、これにより前記予め定めたテ
    スト・パターンがＰＲＭＬチャンネルの不等化の影響を
    受けないことを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】誤差を検出する前記手段が、 読み戻された予め定めたテスト・パターンからの予め定
    めたサンプル値の振幅を検出する手段と、 前記検出された振幅のサンプル値の選択されたものの間
    の差を比較して前記誤差を識別する手段とを含むことを
    特徴とする請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】誤差を検出する前記手段が、 読み戻された予め定めたテスト・パターンからの読み戻
    された予め定めたサンプル値の振幅を検出する手段と、 予め定めたサンプル値の差の和を計算して前記誤差を識
    別する手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の装
    置。
  5. 【請求項５】前記予め定めたテスト・パターンが、一連
    の予め定めたサンプル値を含み、前記読み戻された予め
    定めたテスト・パターンにおける誤差を検出する前記手
    段が、選択された予め定めたサンプル値間の差を比較す
    る手段を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】前記予め定めたテスト・パターンが、第１
    の成分と第２の成分とを含み、該第１の成分が利得およ
    びタイミング制御のための基準パターンを生じ、前記第
    ２の成分が前記誤差検出手段により使用されることを特
    徴とする請求項２記載の装置。
  7. 【請求項７】部分応答最大尤度（ＰＲＭＬ）データ・チ
    ャンネルを含む形式の直接アクセス記憶装置において、 ハウジングと、 該ハウジング内に軸心周囲に回転するように取付けら
    れ、データを記憶する少なくとも１個のディスク面を有
    する少なくとも１つのディスクと、 前記ディスク面を横切って移動するように取付けられ
    て、該ディスク面に関してデータの読出しおよび書込み
    を行うトランスジューサ手段と、 前記トランスジューサ手段と接続された書込みデータ波
    形を変調する調整可能な事前補償機能とを設け、 前記トランスジューサ手段は予め定めたテスト・パター
    ンを書込むためであり、 前記トランスジューサ手段は前記書込まれた予め定めた
    テスト・パターンを読み戻すためであり、 前記予め定めたテスト・パターンにおけるサンプル値に
    おける誤差を検出する手段と、 検出された誤差に応答して前記調整可能な書込み事前補
    償値を調整する手段とを設け、 前記ＰＲＭＬデータ・チャンネルが、前記誤差検出手段
    と前記調整可能な書込み事前補償値調整手段を含むこと
    を特徴とする直接アクセス記憶装置。
  8. 【請求項８】ディスク・ドライブ・データ記憶ファイル
    における書込みデータ波形を変調する調整可能な事前補
    償機能を含む部分応答最大尤度データ・チャンネルにお
    ける調整可能な書込み事前補償値を決定する方法におい
    て、 ディスク面に予め定めたテスト・パターンを書込み、 前記書込まれた予め定めたテスト・パターンを読み戻
    し、 前記読み戻された予め定めたテスト・パターンの予め定
    めた部分における予め定めたゼロ・サンプル値を検出し
    て誤差を識別し、 誤差の識別に応答して前記調整可能な書込み事前補償値
    を調整するステップを含むことを特徴とする方法。
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