何为GPIO?
GPIO只是一个CPU内提供的一种功能外设，CPU外部的I/O引脚会被赋予一种功能（GPIO、UART、I2C、SPI等）；该功能由CPU内外设提供，具体是什么功能由IOMUX单元（I/O复用选择器）控制。
GPIO（General Purpose Input/Output）是芯片内的外设功能模块 ，每个GPIO外设连接到了外部的I/O引脚上，和GPIO外设相连的I/O引脚（I/O引脚相较于GPIO更加远离CPU） 起着通用输入输出的功能，所以被称为 GPIO 引脚。
但是，I/O引脚不仅和GPIO外设相连，还可以和芯片内部其它外设相连，比如和UART、IIC、SPI等外设相连作为通信外设的接口引脚，和定时器相连作为PWM输出引脚，等等。
https://blog.csdn.net/qq_42611237/article/details/126374623
每个GPIO有8中输入输出模式。
何为GPIO Matrix?
低速外设可以通过GPIO Matrix路由到不同的GPIO引脚上进行输入和输出。高速外设需要有专门的IO引脚。
- O_MUX 中每个 GPIO pad 有一组寄存器。每个 pad 可以配置成 GPIO 功能（连接 GPIO 交换矩阵）或者直连功能（旁路 GPIO 交换矩阵，快速信号如以太网、SDIO、SPI、JTAG、UART 等会旁路 GPIO 交换矩阵以实现更好的高频数字特性。所以高速信号会直接通过 IO_MUX 输入和输出。）
- GPIO 交换矩阵是外设输入和输出信号和 pad 之间的全交换矩阵。
• 芯片输入方向：162 个外设输入信号都可以选择任意一个 GPIO pad 的输入信号。
• 芯片输出方向：每个 GPIO pad 的输出信号可来自 176 个外设输出信号中的任意一个。
3. RTC IO_MUX 用于控制 GPIO pad 的低功耗和模拟功能。只有部分 GPIO pad 具有这些功能。
GPIO Matrix and Pin Mux — Arduino-ESP32 2.0.6 documentation (espressif.com)
https://blog.csdn.net/qq_40078905/article/details/107435351
ESP32 学习笔记（二）GPIO & RTC GPIO_esp32d2wd结构图_InfiniteYuan的博客-CSDN博客
何为IO_Mux?
它是CPU内部的控制器，负责给PAD赋予不同功能，使得PAD在外部展现出不同的功能；而PAD的外部就是IO引脚；因此实现IO复用
IO_Mux复用选择器：芯片的每个PAD通过IOMUXC中的MUX寄存器和PAD寄存器设置，可以支持多种功能(如GPIO、IIC、USART…)。每一个PAD的功能都需要由IO_Mux决定；被设置完功能的PAD就体现为外部IO引脚。
GPIO外设：GPIO模块是每个PAD都具有的外设，但不一定每一个PAD都会使用。当需要赋予PAD引脚GPIO功能时，就要在通过IOMUX沛公功能后，再配置GPIO外设中的各个寄存器(DR、GDIR、PSR…)。
外部IO = 内部PAD + 外设。
GPIO，UART，I2C，SPI这些都是外设，PAD具体的功能是通过IO_Mux来选择的，每个 pad 都可用作一个通用 IO，或连接一个内部的外设信号。可以将一些外设配置到任何 GPIO 引脚