Espressif 全新 ESP32-S31 是一款微控制器，却配备了令人惊讶的丰富功能，这些功能通常出现在单板计算机上。它通过使用 RGMII 的 8P8C（RJ45）连接器提供 1000 Mbps 以太网 MAC，配备全尺寸 Type-A 插座的 USB 2.0 高速 OTG 控制器、双 SD 卡插槽以及支持 8 至 16 位的 DVP 摄像头接口。额外外设包括并行 LCD 控制器、两个支持蓝牙音频同步的 I2S 控制器、十四个电容触摸通道、一个 CAN FD 控制器和四个 MCPWM 单元。

在 CPU 方面，ESP32-S31 搭载两个 32 位 RISC-V 核心，运行频率高达 320 MHz，每个核心配备浮点单元和 32KB L1 指令缓存，共享 64KB 数据缓存。一个独立的 40 MHz 低功耗核心负责处理后台任务。内存支持包括最高 64MB PSRAM 和 256MB 闪存，PSRAM 接口现已与闪存分离。

最显著的变化是加入了真正的 MMU，支持 Sv32 两级页表转换以及机器、监督者和用户特权模式，从而实现原生 Linux 支持。Espressif 已发布基于 Buildroot 和 U-Boot 的 Linux BSP，社区也已移植 Linux 6.18 并拥有可用的驱动程序。虽然尚未推荐用于生产环境，但 ESP32-S31 代表了微控制器平台向单板计算机级能力的重大飞跃。