ESP32-S31 从入门到精通实战说明书参数详解 · 使用规范 · 上手实战 · 应用全景2026 最新2026 年 3 月乐鑫Espressif正式发布新一代旗舰 SoC ——ESP32-S31双核 RISC-V 320MHz、Wi-Fi 6、蓝牙 5.4LE 经典蓝牙、802.15.4Thread/Zigbee/Matter、千兆以太网 MAC同年 6 月开发者平台与两款官方开发板同步开售。它被广泛视为 ESP32-S3 的精神续作专为边缘 AI、智能音频、计算机视觉和 HMI而生。本文一篇讲透芯片参数、选型、使用规范、环境搭建、实战上手、生态项目与应用场景。⚠️ 注意区分ESP32-S31 ≠ ESP32-S3。S3 是 2021 年的 Xtensa 双核老将小智 AI、喵伴的主控S31 是 2026 年的 RISC-V 新旗舰两者不兼容、工具链要求也不同本文会专门对比。目录第 1 章 认识 ESP32-S31第 2 章 核心参数详解第 3 章 S31 vs S3升级了什么第 4 章 芯片型号、模组与官方开发板第 5 章 使用规范与硬件设计要点第 6 章 开发环境搭建与第一个程序第 7 章 实战上手从点灯到语音第 8 章 AI 与多媒体能力专题第 9 章 应用领域全景第 10 章 生态与开源项目小智 / 喵伴与 S31 的关系第 11 章 常见问题 FAQ第 12 章 学习路线与资源汇总第 1 章 认识 ESP32-S311.1 它是什么ESP32-S31 是乐鑫最新一代高性能无线 SoC四个关键词概括RISC-V 双核 320MHz乐鑫旗舰系列首次全面转向开源指令集 RISC-V单核性能 6.86 CoreMark/MHz其中一个核心带128 位宽数据通路 SIMD 指令专为神经网络推理与信号处理加速无线全家桶Wi-Fi 62.4GHz 蓝牙 5.4LE 经典蓝牙 BR/EDR 802.15.4Thread 1.4 / Zigbee 3.0 / Matter外加千兆以太网 MAC——一颗芯片吃下几乎所有主流连接协议多媒体引擎硬件 JPEG 编解码器、PPA 2D 图形加速、2D-DMA、8~24 位 LCD 接口、DVP 摄像头接口、双 I2S安全升级TEE 可信执行环境、APM 权限管理、RAM-based PUF、抗侧信道攻击DPA与电压毛刺检测——面向量产的企业级安全。一句话定位把网关级连接 边缘 AI 多媒体压进一颗 MCU 价位的芯片。1.2 发布时间线时间事件2026 年 3 月ESP32-S31 芯片发布2026 年 6 月 2 日开发者平台上线ESP32-S31-Function-CoreBoard-1与ESP32-S31-Korvo-1两款官方开发板开启预售乐鑫官方淘宝店有售现阶段ESP-IDFmaster 分支提供支持preview 状态生态处于早期红利期现在入手值不值S31 正处在官方例程完善中、社区项目稀缺的窗口期——对想抢首发写教程、做开源项目立名头的开发者是黄金时机对追求抄作业稳定复刻的新手S3 生态目前仍更成熟。第 2 章 核心参数详解以下参数汇总自乐鑫官方产品页与《ESP32-S31 系列芯片技术规格书》。2.1 处理器与存储项目参数CPU双核 32 位 RISC-V最高320MHz6.86 CoreMark/MHzSIMD一个核心具备128 位宽数据通路 SIMD 指令AI/DSP 加速MMU支持Sv32 两级页表地址转换旗舰 MCU 中罕见ROM320KBSRAM512KB 32KB 低功耗 SRAM封装内 PSRAM16MB 或 32MB Octal SPI DDR PSRAM最高 250MHz与 Flash 可并行访问Flash模组配 8 / 16 / 32MB Quad SPI Flash支持 Flash 与 PSRAM 加密 与 S3 时代模组外挂 PSRAM不同S31 把大容量 DDR PSRAM 直接封进芯片in-package带宽和稳定性都上了一个台阶——这是它能做 JPEG 视频流、大型 GUI 的底气。2.2 无线与有线连接项目参数Wi-FiWi-Fi 6802.11ax2.4GHz最高 150Mbps支持 OFDMA、MU-MIMO、TWT目标唤醒时间电池设备省电利器蓝牙 LEBluetooth 5.4LE Audio、寻向AoA/AoD、BLE Mesh 1.1经典蓝牙支持 BR/EDRS3 不支持——可以做传统蓝牙音箱/耳机对接802.15.4Thread 1.4 / Zigbee 3.0 / Matter协议以太网千兆以太网 MAC1000Mbps配合外部 PHY 使用2.3 外设资源一览外设规格典型用途GPIO芯片60 个WROOM-3 模组引出 54 个大幅多于 S3 的 45 个ADC2 × 12 位 SAR ADC最多 16 通道传感器采集DAC2 × 10 位 2 × 12 位模拟输出、音频辅助触摸传感14 通道电容触摸触摸按键/滑条I2S2 路支持蓝牙音频硬件级同步麦克风阵列 功放USBUSB 2.0 High-Speed OTG高速 480MbpsS3 仅全速 12MbpsU 盘、UVC 摄像头、高速数据LCD 接口8~24 位并行RGB / I8080 / MOTO6800直驱大尺寸彩屏CameraDVP 8~16 位OV3660 等摄像头JPEG硬件 JPEG 编解码器视频流/图传不吃 CPU2D 加速PPA 图形加速 2D-DMAGUI 旋转缩放叠加CANCAN FD车载/工业S3 只有经典 CANSDIOSDIO 3.0高速 TF 卡SPI多路专用 SPI最高 Octal 模式高速外设2.4 安全特性量产必看安全启动Secure BootFlash 与 PSRAM 双加密硬件加密加速器AES-128/256、RSA、ECDSA、ECC、SHA、HMACECDSA 数字签名外设、TRNG 真随机数、RAM-based PUF物理不可克隆TEE 可信执行环境 APM 访问权限管理安全代码与业务代码硬隔离抗 DPA 侧信道攻击、电源毛刺检测——防物理攻击级别的安全设计。2.5 封装与工作条件项目参数封装QFN808×8 mm型号ESP32-S31NRV1616MB PSRAM/ ESP32-S31NRV3232MB PSRAM供电3.3V 典型Wi-Fi 发射峰值电流大电源按≥500mA设计工作温度–40 ~ 85℃低功耗32KB LP SRAM 低功耗域Wi-Fi 6 TWT 让联网待机功耗远低于 S3 时代—第 3 章 S31 vs S3升级了什么社区最关心的问题一张表说清维度ESP32-S32021ESP32-S312026升级意义CPUXtensa LX7 双核 240MHzRISC-V 双核 320MHz性能提升 开源指令集生态AI 加速128 位向量指令128 位 SIMD更强数据通路边缘推理更快MMU无Sv32 MMU更强内存管理可跑更复杂系统Wi-FiWi-Fi 4 (802.11n)Wi-Fi 6 (802.11ax)OFDMA/TWT低延迟低功耗蓝牙BLE 5.0无经典蓝牙BT 5.4 LE BR/EDR LE Audio能做传统蓝牙音频了802.15.4无Thread/Zigbee/Matter单芯片全协议网关以太网无 MAC千兆以太网 MAC网关/工业刚需PSRAM模组内最高 8MB封装内 16/32MB DDR 250MHz视频/大 GUI 不再卡内存USBOTG 全速 12MbpsOTG 高速 480MbpsUVC 摄像头、高速存储可行JPEG软件编解码硬件编解码器 PPA 2D 加速视频流零 CPU 负担CANTWAI经典 CANCAN FD工业/车载升级GPIO4560少用 IO 扩展芯片安全Secure Boot / Flash 加密TEE、PUF、抗 DPA企业级安全生态成熟度⭐⭐⭐⭐⭐ 海量项目⭐⭐ 早期IDF master previewS3 抄作业容易S31 是蓝海选型结论复刻小智/喵伴、跟教程学习 → 现阶段仍选S3做网关Matter/Thread 以太网、蓝牙音频、视觉视频流、高性能 HMI、新开产品 → 直接上S31。第 4 章 芯片型号、模组与官方开发板4.1 芯片型号型号封装封装内 PSRAM温度ESP32-S31NRV16QFN80 8×8mm16MB (Octal)–40~85℃ESP32-S31NRV32QFN80 8×8mm32MB (Octal)–40~85℃4.2 官方模组ESP32-S31-WROOM-3尺寸 22.0 × 30.0 × 3.5 mm板载 PCB 天线引出54 个 GPIO配置8 / 16 / 32MB Quad SPI Flash 16MB Octal PSRAMin-package是当前两款官方开发板的共同主控模组。4.3 官方开发板一Function-CoreBoard-1AIoT 原型验证板面向联网 AIoT 应用的全能验证板板载资源说明网络Wi-Fi 6 / BT 5.4 / 802.15.4 RJ45 千兆网口10/100/1000MUSBUSB 2.0Type-A OTG 两个 Type-CUSB 串口/JTAG USB 转 UART音频板载麦克风 ES8311编解码 NS4150BD 类功放直推 4Ω/3W 喇叭其他可寻址 RGB LED、Boot/Reset 键、J5 电流测量排针低功耗调试神器、关键 IO 全引出 J2 排针软件ESP-IDF、ESP-BLE-MESH、ESP-GMF、ESP-Matter适合网关、Matter 设备、以太网应用、低功耗调优。4.4 官方开发板二Korvo-1智能音频 / HMI 多媒体板面向语音交互与人机界面板载资源说明音频双麦克风阵列近/远场语音唤醒ES8389编解码 双声道扬声器输出显示可接4.3 英寸 RGB LCD 子板摄像头DVP 接口支持OV3660JPEG 视频流存储microSDSDIO 3.0 可选焊 SPI NAND Flash交互PLAY / SET / VOL– / VOL 四按键、RGB LED软件ESP-IDF、ESP-BrookesiaGUI 框架、ESP-GMF、ESP Video Components适合语音助手、带屏 AI 音箱、视觉语音多模态项目——想在 S31 上做下一代小智/喵伴就选这块。第 5 章 使用规范与硬件设计要点S31 尚新设计前务必以官方《技术规格书》和《硬件设计指南》为最终依据文末有链接以下是通用规范与已确认要点电源3.3V 供电Wi-Fi 发射峰值电流大LDO/DCDC 按≥500mA余量设计模拟音频部分ES83xx 编解码建议独立 LC 滤波。电平GPIO 为 3.3V 逻辑5V 信号必须电平转换。频段Wi-Fi 6 仍是2.4GHz不支持 5GHz——配网时路由器频段别选错。Strapping 引脚S31 同样存在上电采样的启动选择引脚BOOT 等外围电路不得在上电瞬间拉偏其默认电平具体引脚号以规格书 Strapping Pins 章节为准画板前逐一核对。专用总线引脚连接 Flash / 封装内 PSRAM 的 SPI 引脚禁止挪作他用千兆以太网 RGMII、DVP、RGB LCD 都是引脚大户多外设并存时先做引脚分配表再画原理图。ADC 习惯延续 ESP32 家族经验无线工作期间优先使用不与射频冲突的 ADC 单元模拟走线远离天线。天线净空WROOM-3 模组 PCB 天线下方及周边禁止铺铜、禁止金属结构遮挡。低功耗设计利用 32KB LP SRAM TWT量产板给外设做电源域开关参考 Function-CoreBoard-1 的 J5 电流测量排针设计预留功耗测点。安全量产启用 Secure Boot Flash/PSRAM 加密前先在样机上完整演练 eFuse 流程——eFuse 烧写不可逆顺序错了板子直接变砖。第 6 章 开发环境搭建与第一个程序6.1 当前软件支持状态重要框架状态ESP-IDF✅ 支持但需master 分支preview 状态发布分支尚未收录Arduino-ESP32❌ 暂未支持生态早期请勿按 S3 教程操作MicroPython❌ 暂未官方支持ESP-Matter / ESP-GMF / ESP-Brookesia / ESP-BLE-AUDIO✅ 官方配套支持结论现阶段玩 S31 学 ESP-IDF没有捷径。这也是它比 S3 门槛高的地方但 IDF 本就是量产标准早学早赚。6.2 搭建 ESP-IDFmaster 分支# 1. 克隆 master 分支S31 支持在 master不要用 release 分支gitclone--recursivehttps://github.com/espressif/esp-idf.gitcdesp-idf# 2. 安装工具链./install.sh# Windows 用 install.bat / install.ps1# 3. 每次开发前激活环境../export.sh# Windows 用 export.bat# 4. 新建工程并设置目标芯片注意 --previewidf.py create-project hello_s31cdhello_s31 idf.py--previewset-target esp32s31# 5. 编译、烧录、监视idf.py build idf.py flash monitor# Ctrl] 退出监视器⚠️ 三个新手必踩的坑① 忘了--preview→ set-target 直接报错unknown target② 用了 release/v5.x 分支 → 没有 esp32s31 目标③ master 分支更新频繁git pull后记得重跑install.sh同步工具链。6.3 VSCode 图形化路线安装ESP-IDF 插件→ 安装时选择master (GitHub)版本 → 底部状态栏选择目标芯片esp32s31 (preview)→ 点击编译、⚡烧录、️监视即可命令行恐惧症友好。第 7 章 实战上手从点灯到语音以下例程基于 ESP-IDFC 语言。官方开发板例程可在 esp-dev-kits 仓库与 ESP Component Registrycomponents.espressif.com获取如espressif/esp32_s31_korvo_1板级支持包。7.1 Hello World闪烁板载 RGB LED两款官方板都带可寻址 RGB LEDWS2812 类用官方led_strip组件idf.py add-dependencyespressif/led_strip# 添加组件依赖#includefreertos/FreeRTOS.h#includefreertos/task.h#includeled_strip.h#defineLED_GPIO48// 以你板子实际引脚为准看板载丝印/原理图voidapp_main(void){led_strip_config_tcfg{.strip_gpio_numLED_GPIO,.max_leds1,};led_strip_rmt_config_trmt_cfg{.resolution_hz10*1000*1000};led_strip_handle_tstrip;led_strip_new_rmt_device(cfg,rmt_cfg,strip);bool onfalse;while(1){on!on;if(on)led_strip_set_pixel(strip,0,16,0,16);// 紫色elseled_strip_clear(strip);led_strip_refresh(strip);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));}}7.2 连接 Wi-Fi 6直接跑官方例程最稳cp-r$IDF_PATH/examples/wifi/getting_started/station.cdstation idf.py--previewset-target esp32s31 idf.py menuconfig# Example Configuration 里填 SSID/密码2.4GHzidf.py flash monitor串口看到got ip: 192.168.x.x即成功。S31 作为 Wi-Fi 6 站点连接支持 ax 的路由器时可在路由器后台看到它以 11ax 模式协商。7.3 千兆以太网Function-CoreBoard-1跑examples/ethernet/basic例程menuconfig 中按板载 PHY 型号配置 RGMII 引脚参考该板用户指南原理图网线一插即获 IP——这是 S3 时代做不到的体验。7.4 语音唤醒Korvo-1Korvo-1 双麦阵列 ES8389 是为 ESP-SR 语音方案准备的在 Component Registry 添加板级支持包espressif/esp32_s31_korvo_1跑 esp-skainet / ESP-GMF 的唤醒词例程WakeNet体验远场你好乐鑫唤醒结合ESP Private Agents平台可直接对接大语言模型官方已把语音智能体做成了成品方案——相当于官方版小智底座。7.5 摄像头 JPEG 视频流Korvo-1接上 OV3660跑 ESP Video Components 例程DVP 采集 →硬件 JPEG 编码→ Wi-Fi/以太网推流CPU 占用极低这是 S31 硬件编解码器的杀手级演示。第 8 章 AI 与多媒体能力专题8.1 端侧 AI 三板斧能力承载S31 的优势语音ESP-SRWakeNet 唤醒 / MultiNet 离线命令词 / AFE 前端320MHz SIMD远场双麦处理余量更大视觉ESP-WHO / ESP-DLMMU 32MB DDR PSRAM能跑更大的检测模型通用推理ESP-DL 量化部署、TFLite-Micro128 位 SIMD 核心专职推理8.2 多媒体管线ESP-GMFESP-GMF通用多媒体框架是乐鑫为 S31 时代主推的流水线框架把采集 → 编解码 → 处理 → 输出做成可拼接的元素类似嵌入式版 GStreamer配合硬件 JPEG、PPA 2D 加速、2D-DMA音视频应用不再手撸底层。8.3 GUIESP-Brookesia面向 HMI 的 GUI 框架配合 24 位 RGB 屏接口 PPA 加速可以做出接近安卓小设备观感的多 App 界面Korvo-1 4.3 寸屏就是官方演示平台。8.4 蓝牙音频ESP-BLE-AUDIOBT 5.4 LE Audio 经典蓝牙 BR/EDR I2S 硬件级同步 蓝牙音箱、对讲、助听类产品的完整底座——这是 S3 完全缺席的赛道。8.5 能力边界S31 依然跑不动大语言模型。主流架构仍是“端侧唤醒/前端处理 云端 LLM”但 S31 把端侧那一半远场拾音、回声消除、视觉预处理、音视频编解码的天花板抬高了一大截。第 9 章 应用领域全景领域为什么 S31 合适智能家居网关 / Matter 中枢Wi-Fi 6 Thread/Zigbee 千兆以太网单芯片全协议AI 语音助手 / 智能音箱双 I2S ESP-SR LE Audio ESP Private Agents蓝牙音频设备BR/EDR LE AudioS3 做不了的品类视频门铃 / 图传 / IP 摄像头DVP 硬件 JPEG USB 2.0 HS 大 PSRAM高性能 HMI 面板24 位 RGB 屏 PPA 2D 加速 ESP-Brookesia工业与车载CAN FD 千兆以太网 工作温度 –40~85℃安全敏感产品锁、支付、表计TEE PUF 抗 DPA 攻击电池类 Wi-Fi 设备Wi-Fi 6 TWT 待机功耗大幅优于 Wi-Fi 4 方案桌面 AI 机器人 / 电子宠物音频视觉屏幕电机控制一颗芯片全包见下章第 10 章 生态与开源项目小智 / 喵伴与 S31 的关系10.1 现状S3 项目是教材S31 是考场S31 发布仅数月社区项目还在萌芽期而 ESP32-S3 上沉淀的现象级开源项目正是理解S31 能做什么的最好参照也是最值得抢先移植的对象S3 时代明星项目项目内容移植到 S31 的想象空间小智 AI78/xiaozhi-esp32面包板 AI 语音助手接云端大模型数万 StarKorvo-1 双麦远场唤醒替代单麦 INMP441Wi-Fi 6 低延迟对话官方 ESP Private Agents 可作服务端喵伴 EchoEar移植仓乐鑫×火山引擎的 AI 桌面陪伴机器人1.85 圆形触摸屏、双麦声源定位、旋转底座、情绪表情S31 的 PPA 2D 加速跑表情动画更流畅32MB PSRAM 装得下更大的表情资源与视觉模型一颗 S31 可同时吃下喵伴S3 主控 C61 底座的活ESP-SparkBotesp-friends/esp_sparkbot官方桌面机器人语音人脸识别履带小车USB 投屏USB 2.0 高速让投屏/图传帧率质变硬件 JPEG 释放 CPU 给运动控制OttoClawFlashCat-Jordan/OttoClaw端侧全栈 AI 人形机器人22 种情绪、6 舵机320MHz SIMD 给端侧情绪引擎更大算力预算StackChanM5Stack 生态桌面搭子全球社区共创LE Audio Brookesia GUI 的天然升级平台10.2 S31 原生生态官方先行板级支持包ESP Component Registry 已上架espressif/esp32_s31_korvo_1等组件esp-dev-kits 仓库两款开发板的例程、原理图、PCB 源文件全部开放github.com/espressif/esp-dev-kitsESP Private Agents官方语音智能体平台直连大语言模型——官方下场做小智类方案的信号社区窗口期立创开源广场、GitHub 上的 S31 项目还屈指可数。第一批发 S31 复刻教程、开源 S31 底板的人就是下一轮生态的虾哥。10.3 给不同读者的行动建议纯新手 → 先用 S3 复刻小智生态成熟教程海量见我前两篇文章 进阶玩家 → 入手 Korvo-1跑通语音唤醒 LCD 摄像头三件套 开源作者 → 把小智/喵伴固件向 S31 移植抢生态首发 产品团队 → 新立项的网关/音频/视觉类产品直接按 S31 选型评估第 11 章 常见问题 FAQ#问题解答1S31 和 S3 是同一个芯片吗❌ 完全不同。S3 2021 年 Xtensa 双核S31 2026 年 RISC-V 双核新旗舰固件互不通用2idf.py set-target esp32s31报 unknown target必须用IDF master 分支且加--previewidf.py --preview set-target esp32s313Arduino IDE 里找不到 S31 板子暂未支持现阶段只能 ESP-IDF4支持 5GHz Wi-Fi 吗❌ Wi-Fi 6 仅 2.4GHz 频段5能做传统蓝牙音箱吗✅ 可以S31 支持经典蓝牙 BR/EDR LE AudioS3 不行6千兆以太网直接接网线就行需要板载外部 PHYFunction-CoreBoard-1 已带 RJ45芯片提供的是 MAC7在哪买开发板乐鑫官方淘宝店Function-CoreBoard-1 与 Korvo-1 已开售8老 S3 教程小智等能照搬吗思路可参考代码与引脚不能照搬等社区移植版或自己动手移植9电脑识别不到串口老三样换数据线、装驱动、插板上 USB 转 UART 那个 Type-C 口10烧录失败 Failed to connect按住 BOOT → 点按 RST → 松开 BOOT 进下载模式重试11master 分支编译突然报错preview 阶段常态git pull后重跑install.sh或回退到已知可用的 commit12量产要注意什么Secure Boot/加密的 eFuse 流程先在样机演练不可逆持续关注 IDF 对 S31 的正式 release第 12 章 学习路线与资源汇总12.1 30 天学习路线S31 版阶段时间目标环境第 1~3 天装好 IDF master点亮 RGB LED会用idf.py四件套 menuconfig基础外设第 4~9 天GPIO/PWM/I2C/SPI/UART 官方例程各跑一遍连接第 10~15 天Wi-Fi 6 联网、MQTT 上云、BLE 广播有 CoreBoard 的加测千兆以太网系统第 16~20 天FreeRTOS 双核任务、NVS、低功耗用 J5 排针实测电流、OTA多媒体第 21~26 天I2S 音频、ESP-SR 唤醒词、LCD Brookesia、摄像头 JPEG 流项目第 27~30 天做一个S31 版小智雏形唤醒 → 录音 → 云端对话 → TTS 播放12.2 官方资源直达ESP32-S31 产品页espressif.com/zh-hans/products/socs/esp32-S31《ESP32-S31 系列芯片技术规格书》中文documentation.espressif.com/esp32-s31_datasheet_cn.htmlESP32-S31-WROOM-3 模组规格书documentation.espressif.com/esp32-s31-wroom-3_datasheet_en.htmlFunction-CoreBoard-1 用户指南docs.espressif.comKorvo-1 用户指南docs.espressif.comesp-dev-kits 开源仓库原理图/例程github.com/espressif/esp-dev-kitsESP Component Registrycomponents.espressif.com搜 esp32_s31ESP-IDFgithub.com/espressif/esp-idfmaster 分支12.3 参照生态S3 项目移植素材库小智 AIgithub.com/78/xiaozhi-esp32 xiaozhi.me喵伴 EchoEar 移植仓github.com/aihwmakers/xiaozhi-esp32-echoearESP-SparkBotgitee.com/esp-friends/esp_sparkbotOttoClawgithub.com/FlashCat-Jordan/OttoClaw写在最后ESP32-S3 用五年时间证明了平价芯片 开源社区能孵化出小智、喵伴这样的现象级项目而 ESP32-S31 把 Wi-Fi 6、全协议连接、千兆以太网、硬件多媒体和企业级安全一次性摆上了同一张牌桌。现在的 S31就像 2021 年刚发布的 S3——教程稀少、板子难抢但第一批吃螃蟹的人会定义它的玩法。与其等教程不如成为写教程的人。觉得有用请点赞收藏关注三连评论区交流你的 S31 首发体验看到必回本文参数依据乐鑫官方产品页、ESP32-S31 系列技术规格书及官方开发板用户指南整理芯片处于生态早期细节请以官方最新文档为准。