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上汽榮威第三代RX5是國內首款搭載NGP智能導航輔助駕駛功能的燃油車型。于2022年8月初上市推出NGP智駕功能。今天將和大家一起解密上汽榮威RX5 NGP智駕版域控制器的設計方案。
#01?? 榮威RX5智駕方案簡介
為了提升用戶對高階智能輔助駕駛的功能體驗，上汽榮威在整車的感知傳感器方案上也花費了很多心思。全新第三代榮威RX5 NGP智駕版采用多維感知融合方案，配備1個800萬像素120°前視攝像頭、5個200萬像素100°周視攝像頭、4個360°環視攝像頭、3個毫米波雷達、12個超聲波雷達、和高精定位模塊等28個傳感器，全方位覆蓋車輛周圍環境，用整車擁有更長的探測距離、更廣的探測范圍和更精準識別更多物體。
為實現多傳感器的融合，實現更復雜的算法，上汽榮威NGP智駕版域控制器由宏景智駕提供，該智駕域控制器使用了3顆地平線征程3高性能國產AI芯片，該芯片使用的是地平線自研的伯努利2.0 BPU架構，實現環境感知、地圖定位、融合規劃等多種智能駕駛算法模塊，實現360°周視視覺感知全覆蓋。此外，該系統支持高效的智能駕駛規劃和決策算法，具備深度學習能力，提供迭代更新等功能。
#02?? 榮威RX5智能駕駛域控制器方案
1、智能駕駛域控制器外觀結構
上汽榮威RX5 NGP智駕版域控制器由宏景智駕設計，外殼采用金屬機加工而成，表面有較多導熱槽，此域控制器采用的自然散熱的方式進行散熱處理，在主要的芯片表面涂抹導熱硅脂與金屬外殼內部伸出的金屬柱直接接觸，從而將熱量通過連接有金屬柱的外殼散到外界。域控制器外殼外部的導熱槽，可以增加與空氣的接觸面積，更加利于域控制器的散熱。
自駕域控制器外殼正面圖
自駕域控制器外殼背面圖
2、智能駕駛域控制器接口
此域控制器的線速端子分布在域控制器的左右兩側；右側主要分布電源、IO、通信接口、GPS天線等端子；左側主要分布了環視、周視、前視的線束端子。
自駕域控制器線速端子圖1
自駕域控制器線速端子圖2
3、智能駕駛域控制器PCB板
自動駕駛域控制器PCB正面圖
自動駕駛域控制器PCB正面圖
自動駕駛域控制器PCB正面標注圖
圖中編號依次為：1-地平線J3，2-鎂光DDR4 2G，3-三星 eMMC 64G，4-美國芯成 Nor flash,5-英飛凌 AURIX TC397，6-Ublox ZED F9K，7-NXP交換機 SJA1105Q，8-電源芯片 MC33PF 8100A0ES，9-電源芯片 英飛凌 355584，10-PHY芯片RTL9010AA，12-電源管理芯片 MPF5024AMMA0ES。
自動駕駛域控制器PCB背面標注圖
圖中編號依次為：美信GMSL MAX96712、德州儀器FDLink UB953、美信GMSL MAX9296A。
4、域控制器系統
自駕域控系統框圖
自駕域控組成圖
5、SOC芯片
SOC，即系統級芯片，是一種集成了處理器核心、內存控制器、外設控制器等多個功能模塊的大型集成電路。在自動駕駛域控制器中，SOC芯片負責處理傳感器數據、進行實時圖像處理和計算機視覺算法。常見的SOC芯片型號有英偉達Drive Orin、英特爾的Mobileye EyeQ系列、高通的Snapdragon Automotive Platform系列、地平線征程系列。
此次上汽榮威RX5采用的是3塊地平線J3芯片。
5.1、3塊地平線J3的功能
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| 芯片編號 | 功能 |
| J3-A | 負責前視視像頭的感知和GNSS模塊的定位建圖功能。 |
| J3-B | 負責周視攝像頭感知、后視攝像頭和泊車規劃功能。 |
| J3-C | 負責四路環視攝像頭感知和行車規劃功能。 |
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5.2、地平線征程3芯片簡介
地平線征程3為地平線旗下的第二代車載智能芯片；征程3基于地平線自研的BPU2.0 架構，符合AEC-Q100 。征程3不僅支持基于深度學習的圖像檢測、分類、像素級分割等功能；也支持對 H.264 和 H.265 視頻格式的高效編碼，是實現多通道復雜計算任務和多通道數字視頻錄像的理想平臺，例如可實現高級別輔助駕駛（ ADAS ），自動泊車輔助（ APA ）等功能。
5.3、 地平線征程3的特征
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| 一般特性 |
·采用臺積電的16納米FFC制造工藝; ·采用FCBGA484封裝，pin間距為0.65mm，芯片大小為15mmx15mm; ·符合汽車AEC-Q100 2級標準(工作溫度為:-40~105攝氏度) |
| CPU特性 |
·采用4個Arm Cortex A53內核，具有32KB/32KB L1 I/D核512KB 2級高速緩存； ·最大工作頻率為:1.2GHz; ·支持動態頻率縮放(DFS); |
| BPU特性 |
·由BPU0核BPU1雙核伯努利架構組成，算力為5TOPS； ·最大工作頻率：950MHz; ·支持動態頻率縮放(DFS); |
| DDR特性 |
·支持x32片外DDR4/LPDDR4/LPDDR4X DRAM，最大支持4GB容量； ·支持的DDR4最大速度可達DDR4-3200 MT/s; ·支持的LPDDR4/LPDDR4X 最大速度達3200MT/s； |
| 網絡接口特性 |
·支持一個千兆網接口； ·外部以太網PHY支持RMII和RGMII協議； ·支持實際敏感網絡(TSN)和音頻視頻(AV)流量； |
| 主機接口 |
·使用BIF-SPI從接口，AP SPI主設備的傳輸速率最高可達66 MHz； ·適用于AP eMMC主機的傳輸模式，最高可達8線使用BIF-SD設備接口的HS200模式(最大192MB/s)。應用處理器(AP)使用BIF-SPI和BIF-SD主機接口訪問J3的DDR、SRAM和模塊寄存器，以進行數據交換和控制； ·支持USB3.0主機/設備雙角色高速接口。 |
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5.4、地平線征程3的使用工具鏈
6、存儲芯片
智能駕駛域控制器中常用的存儲模塊有eMMC和DDR4等；它們在自動駕駛域控制器中扮演著存儲數據的重要角色。EMMC芯片作為閃存儲存儲設備，負責存儲系統的操作系統、算法和數據等。DDR4芯片則是一種高速的內存芯片，負責緩存和運行算法。常見的EMMC芯片型號有三星的KLM和SK Hynix的eMMC，常見的DDR4芯片型號有美光的Crucial和金士頓的HyperX。
6.1、DDR4
鎂光DDR4 2GB，具體型號：MT53E1G32D2FW-046
6.2、eMMC
型號:KLMCG4JETD-B041,三星 eMMC 64G
6.3、NOR FLASH
美國芯成 IS25WP512M-RHLA3 512Mb
7、MCU芯片
MCU芯片在自動駕駛域控制器中扮演著重要的角色。MCU，即微控制器單元，是一種集成了處理器核心、內存、輸入輸出接口等功能的微型計算機。在自動駕駛域控制器中，MCU芯片負責實時計算、數據采集和控制等任務。常用的MCU芯片型號有恩智浦的S32K系列、英飛凌的AURIX TC3X7系列和Renesas的RH850系列。MCU芯片可以通過CAN總線、以太網和SPI等與SOC芯片進行通信。
TC397芯片在此域控制器中的功能：負責整車控制和整車數據交互。
英飛凌AURIX TC397簡介
TC397屬于英飛凌 AURIX 2G系列產品，該系列MCU具備多達六核的高性能架構，美國內核的時鐘頻率最高達300MHz,科實現高速的計算能力；在存儲方面，該系列產品最大支持16MB Flash,并具有A/B切換功能，可以便捷的實現空中下載軟件更新功能--SOTA；在功能安全方面，該系列MCU最多配備了4個鎖步核，符合ISO 26262功能安全D級；且還內置了硬件加密模塊-HSM，非常使用自動駕駛領域。
TC397特點
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| 特點 |
內核：6 TriCore 運行頻率為300 MHz（具有4個鎖步核，可提供4000 DMIPS） Flash：16 MB閃存/ECC保護 RAM:高達6.9 MB的SRAM/ECC保護 PHY:1 Gbit以太網 外設：12xCAN FD、2xFlexRay、12xLINs、4xQSP、2xI2C、25xSENT、6xPSI、2xHSSL、4xMSC、1x eMMC/SDIO LVDS:8x400 Mbit/s LVDS雷達接口 SPU:2x SPU（信號處理單元），用于雷達信號處理 定時器：冗余和多樣化的定時器模塊（GTM、CCU6、GPT12） 加密：EVITA完整HSM（ECC256和SHA2） 封裝：BGA-292包裝 功能安全：根據ISO 26262/IEC61508開發并記錄，以支持高達ASIL-D/SIL3的安全要求 AUTOSAR：AUTOSAR 4.2支持 電源：單電壓電源5 V或3.3 V 溫度：165°C結溫 |
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8、加串/解串芯片芯片
8.1、MAX96712
MAX96712簡介
MAX96712解串器將GMSL2或GMSL1串行輸入轉換為MIPI CSI-2 D-PHY或C-PHY格式的輸出。該設備允許每個鏈路在轉發時同時傳輸雙向控制信道數據視頻傳輸正在進行中。MAX96712可以使用行業標準同軸電纜或STP互連來容納多達四個遠程傳感器。每個GMSL2串行鏈路在正向方向上以3Gbps或6Gbps的固定速率工作，在反向方向上以187.5Mbps的固定速率操作。在GMSL1模式下，MAX96712可以與第一代3.12Gbps或1.5Gbps的GMSL1串行器配對，或者在GMSL2模式下與GMSL2串行器操作高達3.12Gbps。
MAX96712支持視頻數據的聚合和復制，使來自多個遠程傳感器的數據流能夠組合并路由到一個或多個可用的CSI-2輸出。數據也可以路由使得來自單個GMSL輸入的多個流能夠獨立地路由到不同的CSI-2輸出?；蛘?，可以使用幀級聯將來自多個傳感器的數據同步并組合在復合超幀內的單個CSI-2流中。CSI-2接口支持使用C-PHY或D-PHY的2x 4通道和4x 2通道配置。
提供了各種外圍通信選項，用于靈活的本地寄存器訪問和遠程設備編程。三個I2C/UART端口支持并行或隧道式遠程外圍通信的冗余本地和遠程內部寄存器訪問。另外還提供了兩個SPI端口作為到遠程外圍設備（GMSL2）的隧道接口。
MAX96712特點
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| 特點 | 詳情 |
| MIPI CSI-2 v1.3輸出可配置為2x4通道，1x4車道+2x2車道，或4x2車道 |
?可選D-PHY v1.2，80Mbps至2.5Gbps/ 通道或C-PHY v1.0，182Mbps至5.7Gbps/通道 ?16/32信道虛擬信道支持（D/C-PHY） ?傳入數據的靈活聚合和路由通過CSI-2 VC或幀級聯 ?數據可以復制并路由到任何CSI端口 ?支持RAW8/10/12/14/16/20，RGB565/666/888，YUV422 8/10位格式 ?提高傳輸效率的雙像素模式 ?CSI-2車道重新分配和極性翻轉 ?MIPI/GMSL視頻PRBS生成器和檢查器 ?棋盤格/顏色漸變圖案生成器 ?原始CSI-2 PRBS生成器 ?獨立配置所有視頻路徑和GMSL/CSI-2端口 |
| 四路GMSL輸入，具有可獨立配置的GMSL1/2操作、鏈路速度和視頻格式 |
?混合支持GMSL1/GMSL2和3G/6G ?向后兼容GMSL1串行器 ?GMSL1前向鏈路速度高達3.12Gbps ?3Gbps或6Gbps的GMSL2鏈路速度（正向）和187.5Mbps（反向） ?同步和同時支持非同步攝像機 ?實現大型相機系統多個串行izer的精確同步 ?用于鏈路測試的GMSL PRBS生成器/檢查器 ?用于連續診斷的睜眼監視器 ?自適應均衡，最多可實現15米同軸具有多個聯機連接器的電纜 ?兼容50Ω同軸電纜或100ΩSTP |
| ASIL-B兼容（GMSL2） |
?視頻水印插入和檢測 ?控制信道數據的16位CRC保護檢測到錯誤后重新傳輸 ?視頻線路數據的可選32位CRC保護 ?視頻數據存儲器的ECC保護 ?CSI-2數據流的CRC保護 |
| 用于設備配置和與遠程外圍設備通信的并發控制信道 |
?3個I2C/UART、2個SPI、17個GPIO ?八個硬件可選設備地址 |
| 可編程擴頻降低EMI | ? |
| 64引線9mm x 9mm TQFN，帶外露焊盤 | ? |
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MAX96712四路獨立輸入和輸出的系統圖
8.2、MAX9296A
MAX9296A解串器將單個或雙串行輸入轉換為MIPI CSI-2輸出。該設備在GMSL1或GMSL2模式下運行。MAX9296A還發送和接收側信道數據，實現前向路徑視頻和雙向控制數據的全雙工傳輸，成本為50? 同軸電纜或100? STP電纜應符合GMSL2或GMSL1信道規范。
?MAX9296A實物圖
MAX9296A兩個獨立運行的視頻源框圖
8.3、UB953
UB953簡介
DS90UB953-Q1 串行器屬于 TI FPD-Link III 器件系 列，旨在支持高速原始數據傳感器，包括 2.3MP/60fps 成像器以及 4MP/30fps 攝像頭、衛星雷達、激光雷達 和飛行時間 (ToF) 傳感器。該芯片提供 4.16Gbps 正 向通道和超低延遲的 50Mbps 雙向控制通道，并支持 單根同軸 (PoC) 或 STP 電纜進行供電。DS90UB953- Q1 具有先進的數據保護和診斷功能，可支持 ADAS 和 自動駕駛。在結合配套解串器的情況下，DS90UB953- Q1 可提供精確的多攝像頭傳感器時鐘和傳感器同步。
UB953特點
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| 特點 |
?符合面向汽車應用的 AEC-Q100 標準： – 器件溫度 2 級：環境工作溫度范圍為 -40°C 至 +105°C; ? 符合 ISO 10605 和 IEC 61000-4-2 ESD 標準; ? 同軸電纜供電 (PoC) 兼容收發器; ? 4.16Gbps 等級串行器支持高速傳感器，包括全高清 1080p 2.3MP 60fps 和 4MP 30fps 成像器; ? 符合 D-PHY v1.2 和 CSI-2 v1.3 標準的系統接口 – 多達 4 條數據通道，每通道速率為 832Mbps – 支持多達四個虛擬通道 ? 精密多攝像頭時鐘和同步 ? 靈活的可編程輸出時鐘發生器 ? 高級數據保護和診斷，包括 CRC 數據保護、傳 感器數據完整性檢查、I2C 寫保護、電壓和溫度測 量、可編程警報以及線路故障檢測 ? 支持單端同軸或屏蔽雙絞線 (STP) 電纜 ? 超低延遲雙向 I2C 和 GPIO 控制通道支持從 ECU 側進行 ISP 控制 ? 1.8V 單電源 ? 低功耗（0.28W 典型值） ? 提供功能安全 – 有助于進行 ISO 26262 系統設計的文檔 ? 兼容 DS90UB954-Q1、DS90UB964-Q1、 DS90UB962-Q1、DS90UB936-Q1、DS90UB960- Q1、DS90UB934-Q1 和 DS90UB914A-Q1 解串器 ? 寬溫度范圍：–40°C 至 105°C ? 小型 5mm × 5mm VQFN 封裝和 PoC 解決方案尺 寸，適合緊湊型攝像頭模塊設計 |
| 應用 |
? 高級駕駛輔助系統 (ADAS) – 環視系統 (SVS) – 攝像頭監控系統 (CMS) – 前視攝像頭 (FC) – 駕駛員監控系統 (DMS) – 后視攝像頭 (RVC) – 汽車衛星雷達和激光雷達模塊 – 飛行時間 (ToF) 傳感器 ? 安防和監控攝像頭 ? 工業和醫療成像 |
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UB953典型應用
9、以太網/交換機芯片
9.1、SJA1105Q
簡介
SJA1105P/Q/R/S旨在為自動以太網交換機提供一種成本優化且靈活的解決方案。SJA1105P/Q變體是SJA1105/T的功能增強型，即插即用替代品。在SJA1105R/S變體中，其中一個端口提供SGMII功能。這些設備可以用于需要SGMII與主機處理器連接的應用程序，或者需要級聯多個設備的應用程序。
SJA1105P/Q/R/S安全可靠的汽車千兆以太網交換機系列通過改進的安全相關功能、擴展的接口選項和ISO 26262 ASIL-A合規性擴展了SJA1105/SJA1105T[1]交換機的功能。
SJA1105P/Q/R/S是一款5端口汽車以太網交換機，支持IEEE音頻視頻橋接（AVB）和時間敏感網絡（TSN）標準。五個端口中的每一個都可以單獨配置為以10/100/1000 Mbit/s操作。此功能提供了將任何快速/千兆/光學PHY或MCU/MPU連接到任何端口的靈活性。外部PHY的示例是NXP半導體公司（[2]和[3]）的TJA1100和TJA1102 IEEE 100BASE-T1PHY。
所有SJA1105P/Q/R/S變體都提供了新的幀白名單/黑名單、端口可達性和地址學習限制功能，通過將數據處理限制在已知幀和數據源，并防止錯誤或惡意數據的轉發，提高了交換機的安全性。
更新后的MII/RMII/RGMII接口提供擴展的IO電壓，如1V8和3V3 RGMII。此外，/R和/S變體上可用的SGMII接口擴展了交換機的連接選項。/P和/Q變體沒有SGMII端口并與SJA1105/SJA1105T開關保持100%引腳兼容。
SJA1105P/Q/R/S交換機系列是根據ISO 26262標準開發的。ASIL-A合規性降低了安全關鍵ECU的設計負載。如有要求，可提供其他文件，包括安全手冊。
這些交換機與IEEE AVB標準兼容。/Q和/S變體支持擴展的TSN功能，如802.1Qbv。NXP原始AUTOSAR驅動程序和AVB SW堆?？捎糜谠撓盗?。
SJA1105框圖
SJA1105的每個端口可以獨立配置為10/100 Mbit/s MII/RMII或10/100/1000Mbit/s RGMII操作。SJA1105R/S上的SGMII端口可配置用于10/100/1000 Mbit/s操作。SPI從接口提供設備寄存器訪問主機處理器。
SJA1105P/Q/R/S以太網交換機連接到PHY和主機處理器的系統圖
9.2、以太網芯片
RTL9010AA
簡介
RT9010是一款低噪聲、低損耗的產品，具有高達300mA的電源能力和上電復位功能。通過從2.5V到5.5V的輸入操作，輸出電壓的范圍是從1.2V到3.6V。
RT9010具有2%的精度、極低的壓降（240mV@300mA）和極低的接地電流。關閉電流接近零電流，適用于電池電源設備。其他功能包括電流限制、超溫、輸出短路保護。
RT9010具有短路熱折回保護功能。當發生輸出短路（VOUT<0.4V）時，RT9010將其OTP跳閘點從165°C降低到110°C，為最終用戶提供最大的安全性。
特點
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| 特征 |
寬工作電壓范圍：2.5V至5.5V 低噪聲射頻應用 無需噪聲旁路電容器 線路/負載瞬態中的快速響應 TTL邏輯控制的關閉輸入 低溫度系數 300mA LDO輸出 高精度±2% 短路保護 過溫度保護 電流限制保護 短路熱折返保護 微小TSOT-23-6封裝 符合RoHS，100%無鉛 |
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10、電源模塊
電源管理模塊也是自動駕駛域控制器中的重要組成部分。電源管理芯片負責管理整個系統的電源供應和電量管理，保證各個組件正常工作。
10.1? MC33PF 8100A0ES
簡介
PF81/PF82 PMIC系列專為高性能處理應用而設計，如娛樂中控、車載信息服務、儀表板、汽車網絡、ADAS、視圖和傳感器融合。
提供兩個版本來滿足不同的市場需求：
帶功能安全的PF82，符合ISO 26262標準，為ASIL-B (D)汽車應用提供強大而靈活的解決方案。
PF81是該產品的基礎版本，具有電源管理和數字控制功能，沒有功能安全，適用于不需要符合ASIL-B規范的系統。
8100A0ES框圖
特點
10.2、355584
①、簡介
TLF35584是一款多輸出系統電源，適用于安全相關應用，通過在較寬輸入電壓范圍內高效靈活的前/后穩壓器概念提供5V-μC、收發器和傳感器。由于開關頻率范圍較廣，因此在效率和小型過濾器組件的使用方面可以進行優化。用專用參考穩壓器為ADC供電，提供獨立于μC負載的步驟，并可用作2個獨立傳感器電源的跟蹤源。靈活的狀態機、包括計時器在內的喚醒概念，以及備用調節器都有助于用戶在眾多應用程序中進行選擇使用。
②、特點
10.3、MPF5024AMMA0ES
電源管理芯片 MPF5024AMMA0ES
簡介
PF5024集成了多個高性能降壓調節器。它可以作為負載調節器IC的獨立點操作，也可以作為較大PMIC的配套芯片操作。
內置一次性可編程（OTP）存儲器存儲關鍵的啟動配置，大大減少了通常用于設置輸出電壓和調節器序列的外部組件。調節器參數可在啟動后通過高速I2C進行調整，為不同的系統狀態提供靈活性。
PF5024是一種電源管理集成電路（PMIC），設計用于主電源管理i.MX8和S32V系列NXP高端多媒體應用處理器的構建塊。它也是能夠為高端i.MX6系列以及幾個非NXP處理器提供電源解決方案。
特征
降壓調節器
–SW1至SW4：0.4 V至1.8 V；2500毫安
–動態電壓縮放
–可配置為多相調節器
–SW2上的VTT終止模式
–可編程電流限制
–開關頻率的擴頻和手動調諧
PGOOD輸出和監視器
–全局PGOOD輸出和PGOOD監視器
–每個調節器的獨立PGOOD輸出
每個調節器的獨立啟用輸入
通過可配置的輸入/輸出同步引腳實現時鐘同步
系統功能
–PMIC快速啟動
–用于無縫處理器接口的高級狀態機
–高速I2C接口支持（最高3.4 MHz）
–用戶可編程的待機和關閉模式
–可編程軟啟動序列和斷電序列
–可編程調節器配置
用于設備配置的OTP（一次性可編程）存儲器
符合ASIL B安全級別的監控電路
–具有可編程故障保護的獨立電壓監測
–先進的熱監測和保護
–外部看門狗監控和可編程內部看門狗計數器
–I2C CRC和寫保護機制
–模擬內置自檢（ABIST）
據了解該電源芯片已經停產。
#03?? 方案成本預估
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| 型號 | 價格 |
| 地平線J3 * 3 | 1000 |
| TC397 * 1 | 150 |
| Emmc *3 | 75 |
| DDR4 *3 | 240 |
| Flash *3 | 105 |
| GNSS *1 | 750 |
| 交換機?*1 | 90 |
| 以太網?*1 | 18 |
| 解串器 | 85+40 |
| 加串器 | 40 |
| 電源 | 50+30+40 |
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BOOM成本大約3000元。
審核編輯：黃飛
工商網監
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