ESP32-S31 baru dari Espressif adalah mikrokontroler yang dilengkapi dengan serangkaian fitur yang sangat lengkap dan lebih umum ditemukan pada komputer papan tunggal. Ia memiliki MAC Ethernet 1000 Mbps melalui konektor 8P8C (RJ45) menggunakan RGMII, pengontrol USB 2.0 High-Speed OTG dengan soket Type-A ukuran penuh, slot kartu SD ganda, dan antarmuka kamera DVP yang mendukung 8 hingga 16 bit. Periferal tambahan termasuk pengontrol LCD paralel, dua pengontrol I2S dengan sinkronisasi audio Bluetooth, empat belas saluran sentuh kapasitif, pengontrol CAN FD, dan empat unit MCPWM.

Di sisi CPU, ESP32-S31 memiliki dua inti RISC-V 32-bit yang berjalan hingga 320 MHz, masing-masing dengan unit titik mengambang dan cache instruksi L1 32KB, berbagi cache data 64KB. Inti daya rendah terpisah 40 MHz menangani tugas latar belakang. Dukungan memori mencakup hingga 64MB PSRAM dan 256MB flash, dengan antarmuka PSRAM kini terpisah dari flash.

Perubahan paling signifikan adalah dimasukkannya MMU sejati yang mendukung terjemahan tabel halaman dua tingkat Sv32 dan mode hak istimewa Machine, Supervisor, dan User, memungkinkan dukungan Linux native. Espressif telah merilis BSP Linux berbasis Buildroot dan U-Boot, dan komunitas telah memporting Linux 6.18 dengan driver yang berfungsi. Meskipun belum direkomendasikan untuk produksi, ESP32-S31 mewakili lompatan besar menuju kemampuan tingkat SBC pada platform mikrokontroler.