自己解決しました。

明確な原因は不明なままなのですが、下記コマンドでFlashを初期化後に再度プログラムを書き込んだところ、デバイスがオンライン状態になりました。

esptool --chip esp32 --port [シリアルポート名] --baud 921600 erase_flash

obniz OS (3.4.0) をプラグインとしてM5Stack FacesにArduino IDE経由で書き込んで利用しています。

Device Key と Wifi の設定を行った後、下記の setup サンプルを実行しました。

#include <obniz.h>
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  obniz.start();
}
void loop() {
}

しかし、開発コンソール上ではいつまで経ってもデバイスがオンライン状態になっていないように見えます。

シリアルモニタで確認すると、下記のようにOnline直後にStarting Againが表示されて何故か再接続を行なってしまっているようです。

Wi-Fi Scanning...  
Wi-Fi Connecting SSID: XXXXX 
Connecting Cloud  
Online  
Starting Again  
Connecting Cloud  
Online  
Starting Again  
Connecting Cloud  
Online  
Starting Again  
Connecting Cloud  
Online  
Starting Again  
Connecting Cloud
... 以下同様のログ

上記の現象が発生する理由がわかるようでしたら教えていただきたく。

（ちなみに現時点の最新OS 3.4.2 の場合、コンパイル自体がエラーとなるようで試せていません）